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[Etude de cas 3D Micro Print] Sondes de mesure de débit

26/11/21

Case Study flow measuring probes 2

PETITE SONDE, GRAND EFFET

LE FRITTAGE MICRO LASER REND POSSIBLE UNE TECHNOLOGIE DE MESURE DE DÉBIT SUR MESURE

La précision est obligatoire dans le domaine de la technologie de mesure dynamique des fluides. Les sondes de débit aident à déterminer les débits de fluide de manière simple et précise. Au moyen du frittage micro laser, les composants sont développés de manière flexible pour l’application respective et fabriqués à la demande. La taille et la forme sont adaptées en fonction des différents domaines d’application.

VOILÀ TOUTE L’HISTOIRE

Afin d’augmenter l’efficacité des produits coulés – tels que les moteurs d’avion, les compresseurs ou les véhicules – les paramètres d’écoulement des fluides (par exemple l’air, les liquides) tels que la vitesse, la pression et l’angle d’attaque sont mesurés à l’aide de sondes de mesure. Après avoir évalué les données de mesure, les géométries peuvent être optimisées ou contrôlées en fonctionnement.

VOICI COMMENT FONCTIONNE LA SONDE DE DÉBIT

Les sondes peuvent être facilement adaptées en forme (diamètre à partir de 1 mm) aux besoins du client. Sur la base de l’effet Bernoulli, il est possible de définir de manière simple et précise la pression, la vitesse et l’angle d’entrée des flux de fluide par les sondes de mesure Vectoflow. Pour cela, la répartition de la pression à la pointe de la sonde est prise en compte, ce qui permet enfin de déterminer les paramètres de débit. Ce qui suit s’applique : plus il y a de trous à la pointe de la sonde, plus la précision atteignable est élevée et meilleure est la plage angulaire mesurable. Les mêmes avantages s’appliquent aux sondes à haute fréquence et à haute température. L’intégration dans des appareils complets permet l’utilisation sur des systèmes tels que les drones et les éoliennes.

3D MICRO PRINT Case Study flow measuring probes

SONDES DE MESURE DE FABRICATION CONVENTIONNELLEMENT

La fabrication des sondes de mesure est classiquement réalisée avec différentes technologies de fabrication. Plus leur dimensionnement est petit, plus le montage des sondes de mesure devient plus compliqué. De plus, la miniaturisation limite la stabilité des sondes de mesure, ce qui limite la durée de vie. Compte tenu des solutions actuellement disponibles, il y a un manque de robustesse, de convivialité et de flexibilité géométrique.

PENSÉE ADDITIVE

La société Vectoflow est spécialisée dans le développement et la construction de sondes de mesure de débit complexes. Depuis le tout début, Vectoflow a reconnu et exploité les possibilités de la fabrication additive. Par conséquent, des conceptions idéales selon les domaines d’application sont développées et produites rapidement à partir d’un seul composant, sans avoir besoin d’un assemblage ultérieur. Selon la taille de la sonde et les exigences données, différentes technologies de fabrication additive pour la fabrication additive sont disponibles. Pour une utilisation sur le plus petit espace de construction avec une capacité de charge maximale Vectoflow s’appuie sur la technologie de fabrication additive « Micro Laser Sintering » de 3D MicroPrint GmbH. Par rapport aux autres systèmes disponibles, les avantages sont la résolution des détails considérablement plus élevée pour les structures en filigrane ainsi que la rugosité élevée et nettement plus faible après le processus de fabrication. Ce dernier réduit les coûts de remaniement extraordinaires.

LA NOUVELLE CONCEPTION DE LA SONDE GARANTIT UNE PRODUCTIBILITÉ ADDITIVE

La conception d’un composant doit toujours prendre en compte les possibilités et les limites des technologies de fabrication respectives. Après la consultation initiale entre 3D MicroPrint et Vectoflow, il était clair que le modèle d’origine n’était pas adapté et qu’une refonte conduirait au résultat souhaité. L’accent a été mis sur les géométries des canaux à l’intérieur de la sonde, le col de la sonde et la structure de support. Au cours de plusieurs itérations d’optimisation de la conception, de fabrication additive et de tests, l’élimination de la poudre des canaux et la sécurité structurelle des structures internes en filigrane ont été considérablement améliorées.

SONDES DE DÉBIT DE VECTOFLOW, FABRIQUÉES À MICROPRINT 3D

Les sondes de mesure ont été fabriquées avec le système Micro Laser Sintering DMP50GP de 3D MicroPrint, puis séparées de la plate-forme de construction par fil coupé. Les surfaces des sondes ont été optimisées par des étapes de post-traitement sélectionnées afin de minimiser les changements d’écoulement induits par la rugosité.

Le frittage micro laser avec les systèmes d’impression 3D de 3D MicroPrint ouvre de nouvelles possibilités de conception dans la conception de composants. Cette technologie permet des applications innovantes dans le domaine de la microfluidique, des propriétés d’écoulement optimisées et l’intégration de fonctions et ainsi des possibilités totalement nouvelles pour nos clients. En utilisant la technologie de frittage micro laser, d’excellentes propriétés mécaniques et un haut niveau de précision des détails sont obtenus sur les sondes de mesure de débit en filigrane. En raison de la production d’une seule pièce, les temps d’assemblage sont éliminés et le produit est robuste et durable même dans des conditions de fonctionnement difficiles.

3D MICRO PRINT Case Study flow measuring probes

LA TECHNOLOGIE

Le frittage micro-laser (MLS) est un procédé de fabrication additive à base de poudre pour les micro-pièces et les composants avec des micro-caractéristiques. Sur la base de données CAO numériques, une machine DMP de 3D MicroPrint construit la pièce couche par couche sans la reconnaître sur le produit fini. Les concepteurs de produits bénéficient de la liberté de conception nouvellement acquise (cavité, structures internes) car la fabrication additive élimine les contraintes de forme dans de nombreux domaines. Des structures complexes telles que des pièces individuelles entrelacées ou entrelacées peuvent ainsi être fabriquées avec la plus haute qualité. Ces processus sans outil permettent une production rentable de pièces uniques jusqu’à des produits de série individualisés.

À PROPOS DE 3D MICROPRINT GMBH

3D MicroPrint fabrique des micro-composants métalliques de haute précision à l’aide de la technologie de frittage micro-laser. S’appuyant sur de nombreuses années d’expérience dans la fabrication additive, ce procédé est développé en milieu industriel depuis 2006. 3D MicroPrint propose un service intégré. De l’échange de connaissances et de l’intégration fonctionnelle, de la conception orientée processus à la production de pièces en série. De plus, 3D MicroPrint propose des développements de matériaux pour des technologies exclusives à la demande.

À PROPOS DE VECTOFLOW GMBH

Vectoflow conçoit et fabrique les systèmes les plus puissants de l’industrie pour les mesures dynamiques des fluides. Celles-ci sont basées sur des technologies propriétaires de modélisation et de fabrication additive.

Des entreprises telles que Siemens, GE et Safran ainsi que des instituts de recherche tels que DLR, Onera et UTC utilisent des systèmes Vectoflow dans le monde entier pour déterminer les vitesses, les angles d’écoulement, la pression et la température dans leurs applications (par exemple dans les turbomachines et l’aviation).

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