X-plorer est le résultat d’un projet développé par JetX, une équipe d’étudiants en ingénierie aérospatiale de l’Université de Glasgow travaillant avec Rolls Royce.

Rolls Royce a aidé pour le côté technique des choses.
Finalistes du challenge 3D Hubs Student Grant, leur objectif était de créer un modèle de moteur à réaction imprimé 3D très fonctionnel qui fournirait des informations de conception instantanée d’une part, d’autre part de permettre aux étudiants ingénieurs d’être immergés dans les aspects pratiques de leur formation.

X-plorer

Le modèle X-plorer 1 est un moteur de 75 cm de long, avec un diamètre de portée de 27 cm et un poids de 8,1 kg. Pour réaliser ce réacteur, les étudiants ont développé plus de 965 pièces imprimées en 3D, 300 attaches et 10 capteurs intégrés en un seul modèle de turboréacteur double flux.

Le modèle CAO original du Xplorer-1 à côté de son homologue imprimé en 3D.

L’équipe a pensé chaque partie du design. De plus, chaque pièce a été modélisée en accord avec les théories actuelles de l’aéro-propulsion.

Chris Triantafyllou, président et fondateur de JetX a expliqué les considérations qui devaient être prises en compte lors de la fabrication du moteur:

« La première étape de l’optimisation de la conception consiste à effectuer des analyses de calcul pour étudier comment le flux change dans le moteur, ainsi que l’effet que les forces spécifiques et les conditions de chargement ont sur les pièces. Lorsque plusieurs conceptions sont disponibles pour une partie, les analyses CFD sont réalisées avec des outils comprenant Solidworks Flow Simulation, ANSYS Fluent & Star CCM + sur des stators simples, des rotors ou des segments multi-étages pour déterminer lequel est le plus performant.

L’importance de l’impression 3D dans le projet

Le modèle a été fabriqué exclusivement à partir de pièces imprimées FDM, l’impression la plus courte ne durant que 7 minutes et la plus longue étant de plus de 58 heures pour le boîtier PCU principal. L’équipe a utilisé des matériaux tels que PLA, ABS, Nylon, PETG et plus pour les tests.

Une sélection de pièces imprimées en 3D et une coupe transversale à l’intérieur du Xplorer-1

Il faut dire que la fabrication additive a été utilisée comme méthode alternative de fabrication pour permettre à l’équipe de faciliter la transition de la CAO à la pièce. De plus, l’utilisation d’une autre technologie comme la CNC aurait été très coûteuse.
L’impression 3D était plus rapide et plus efficace pour changer les pièces lorsqu’il y avait de nouvelles optimisations dans les tests.

Et après?

Des efforts restent à fournir pour améliorer le moteur. Les étudiants pourront alors de nouveau sortir de l’environnement des cours et acquérir plus d’expérience sur l’aspect pratique de leur formation.

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