News Vendredi 18 juin 2021 - 12:00

Un moteur électrique de drone imprimé en 3D

Partagez cette news :

fabrication-additive-drone-leger-performant

Une équipe du CNRS de Toulouse a utilisé la fabrication additive pour concevoir un moteur de drone électrique révolutionnaire. La société française du groupe Prodways Initial a accompagné ces chercheurs pour imprimer ce moteur qui a été réalisé sur une machine EOS en fusion métal aluminium. Présentation.

Impression 3D de pièces métal et plastique

A Toulouse, l’équipe du Groupe de Recherche en électrodynamique (GREM3) du Laboratoire PLasma et Conversion d'Énergie (LAPLACE) du CNRS de l’Université Fédérale de Toulouse-Midi Pyrénées a développé un moteur brushless pour drone. Il s’agit d’une évolution du moteur électrique traditionnel sur la base d’une toute nouvelle machine axiale, sans fer et à double stator. Pour réaliser ce moteur et notamment certaines pièces complexes comme un bobinage de moteur en aluminium, le laboratoire du CNRS s’est tourné vers la fabrication additive, et plus précisément vers le fabricant français INITIAL pour la réalisation des pièces du moteur.

Dans un premier temps, le fabricant a imprimé des pièces polymères en PA2200HD et en PA3200, produites sur une imprimante EOS P360 en utilisant à la fois la technologie SLS (frittage sélectif par laser). Mais Initial a également conçu des composants métalliques en aluminium (Alsi10Mg), en couches de 30 μm, sur une machine EOS M280 utilisant la technologie de Fusion Laser DMLS (frittage laser direct de métal) ou SLM (fusion sélective par laser). Ceux-ci ont notamment permis la conception d’un bobinage en fusion métal aluminium. Ainsi, le prototype de machine axiale à aimants sans fer à rotor interne et double stator ne comporte plus aucune pièce usinée, mis à part les aimants.

Des prototypes en preuve de concept

Les quatre prototypes différents de moteurs électriques pour drones ont été réalisés en un temps record. Le prototype le plus abouti est une machine bobinage totalement imprimé, malgré la difficulté d’isoler les spires du bobinage avec un vernis. Même si, dans un avenir proche, les chercheurs pensent que le bobinage pourra être isolé directement pendant la phase d'impression 3D grâce aux machines multi-matériaux.

Ce moteur est avant tout une preuve de concept. Les performances électromécaniques obtenues, même si elles sont à l’heure actuelle inférieures aux moteurs classiques, sont tout à fait conformes aux simulations numériques. Ce moteur de drone tourne à 8000 tr/min. Il est en adéquation avec le peu de spires et le courant admissible dans le bobinage. Des performances intéressantes pour un moteur original, innovant et qui propose une alternative intéressante pour certaines applications aux moteurs classiques avec fer et bobinage en cuivre. Les résultats de performance du moteur sont améliorés en optimisant au mieux la quantité d'aimants nécessaires pour arriver au meilleur rapport performances/poids et augmenter ainsi l'autonomie de vol. La fabrication additive y a apporté de la simplicité, la réduction d’assemblage, l’amélioration des performances liées à l’absence de pertes fer le moteur, et enfin de la légèreté.

Les prochaines étapes sont elles aussi prometteuses. Des essais de poussée avec une hélice sont en cours sur un banc RC Benchmark. L’équipe de chercheurs travaille actuellement sur des géométries complexes de moteurs, dotés de circuits magnétiques et électriques performants, toujours totalement imprimées. Les libertés de formes et de conception autorisées par la technologie d’impression 3D permettront d’augmenter les performances par rapport à un moteur standard.

Puisque vous êtes là...

... nous souhaiterions vous inviter à vous abonner à A3DM Magazine.

A3DM Magazine est la revue papier et digitale de référence en fabrication additive et en impression 3D. (Vous pouvez lire et découvrir les articles dans la rubrique « Magazine » du site A3DM). Pourquoi vous abonner ?

  • Pour accéder à l’ensemble des informations du secteur de la fabrication additive et de l’impression 3D, à des dossiers industriels, à des analyses techniques et des fiches pratiques, à des contenus exclusifs, aux appels d’offres et aux subventions de la Commission européenne, à des leçons d’anglais pour ingénieurs...
  • Pour garantir la liberté de ton et l’exigence professionnelle de la revue.
  • Pour soutenir le secteur de la fabrication additive et de l’impression 3D qui a besoin de médias spécialisés pour promouvoir la technologie, partager les savoirs et savoir-faire, et fédérer la communauté.

 

Je m'abonne

Newsletter

Ne manquez plus aucune info sur la fabrication additive