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10 octobre 2021
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ASW 15 de 4 m imprimé en PLA

ASW15-3DP

Un 4M imprimé en 3D

Présentation : Julien Watier

L’impression 3D entre peu à peu dans la pratique de tous les jours de tous les modélistes. Souvent pour la fabrication d’outils, ou de partie de modèle de construction classique, mais on trouve aussi facilement des modèles entièrement imprimés, qui volent très bien, autour de 1,5 m d'envergure. Ils ont la réputation d'être particulièrement fragiles, en raison de la très faible épaisseur (0,4 mm) de la peau externe.

Fuselage peint en blanc Finition brute PLA
Au sol   Quadros sortis pour l'atterro
Un 4M "tout plastique" pour 70 € ? Simple comme un coup de fil !

Prêt au décollage Un 4M en impression 3D
Pause champêtre. On voit bien la taille imposante de cet ASW 15. C'est un 4M tout imprimé en 3D avec du filament PLA.

J’ai imprimé et conçus quelques modèles de ce type mais j’avais l’intention de passer à l’échelle au-dessus : Plus c’est gros, mieux ça vole...

Cet ASW 15 est donc bien plus grand que les modèles imprimés habituels et il a fallu adapter les techniques de construction avec d’une part des épaisseurs de plastique plus importantes et d’autre part, par l’adjonction de renforts en joncs de carbone.
La réalisation de cet ASW 15 fait suite à mon Lunak de 3 m, premier grand modèle que j’ai conçu en 2020 pour l'impression 3D. Ils reprennent tous les deux les mêmes techniques de construction. Le Lunak est disponible sur l’excellent site 3Dlabprint, c’est un modèle de 3 m assez rapide plutôt voltigeur. L’ASW s’avère bien plus gentil en vol tout en étant lui aussi capable de voltiger.

L'objectif que je m’étais fixé lors de la conception était d’obtenir un modèle similaire a un planeur RC de construction traditionnelle : Capable de voltige et de remorquages, durable et suffisamment solide lors des manipulations. Visuellement, d'un premier abord le modèle ne diffère pas d'un modèle de construction traditionnelle.

Conception
 
Dessiné avec Onshape

ASW15 V1 à côté du Lunak
L'ASW15 V1 à côté du Lunak imprimé lui aussi

La playlist des vidéos autour de ce modèle.

Les fichiers 3D : environ 35 € sur Cults 3D
Fichiers sur Cults

Le groupe Facebook
La page Facebook de l'ASW15

Toutes les pièces imprimées
Vue d’ensemble des pièces imprimées

Caractéristiques techniques

Envergure : 4 m
Longueur : 1,7 m
Poids : 5,2 kg en ordre de vol
Profil HQ 2.5 12/11/10
Surface alaire : 81,3dm²
Charge alaire : 63,9 g/dm²
Centrage théorique à 30% : 84,6 mm du bord d’attaque

Débattements :
Profondeur : +- 1cm au bord de fuite
Ailerons : au maximum
Volets : maximum vers le bas. 1cm vers le haut.

Filaire


Un modèle très modulable


Le proto n°1.

Chacun l’adaptera à sa pratique et ses envies :
- Il peut être monté en version planeur pur ou en motoplaneur avec une propulsion électrique d’environs 700 W (2 versions de nez) sous 4 éléments Li-Po.
- Le train d'atterrissage est dessiné en deux versions : convertibles, fixe sorti ou fixe rentré. On peut aussi utiliser un train rentrant électrique du commerce, j'espère trouver le temps de dessiner un train rentrant imprimé…
- Les saumons peuvent ou non être équipés de winglets.
- La finition sera au choix : brut de ponçage, entoilé au vinyle autocollant et même marouflé à la fibre de verre.
- La verrière peut être imprimée opaque ou bien thermoformée à partir du moule (fichiers fournis).

Verrière imprimée
Verrière imprimée

Verrière thermoformée
Verrière thermoformée

Pour qui ?

Le pilotage ne présente aucune difficulté particulière. C’est un modèle très sain et solide en vol. Mais comme tout modèle un peu imposant, il faut savoir atterrir proprement avec un modèle 3 axes et régler une aile quadroflap.

La construction : En soi, rien de compliqué, il faut simplement coller bout à bout des parties en plastique à la cyano. Bien plus simple qu’un modèle en structure ou que des ailes à coffrer. La seule partie à bien comprendre c’est le collage du longeron.

L’impression demandera un minimum d’expérience : une imprimante fiable et bien réglée est indispensable pour imprimer des grosses pièces sans gaspiller trop de matière. Les pièces en elle-même sont très basiques à imprimer sans aucun piège. Seules 3 pièces nécessitent des supports d’impression.

Matériel nécessaire

Outillage
- Une imprimante 3D fiable avec un Z de 20 cm minimum et un plateau de 25x21 cm (le volume d’une Prusa MK3), idéalement un onduleur permettra de gommer les coupures d’électricité au cas où… La quasi-totalité des imprimantes standards actuelles sont capables d’imprimer l’ASW.

- Une ponceuse orbitale efficace et du papier abrasif de qualité : pour moi une Mirka et son papier (40, 80, 120,400).

Fournitures
- PLA standard : 5 kg
- Un peu de PLA Flex pour la roue
- Colle cyanoacrylate medium et son accélérateur
- Résine époxy de stratification
- 1 jonc carbone 12 mm x 1 m pour la clé d'aile
- 1 tube laiton 12 / 13 comme fourreau de clé d’aile.
- 6 joncs carbone 4 mm x 2 m pour le longeron de l'aile
- 1 jonc carbone 3 mm x 1,5 m pour la commande de profondeur
- 8 joncs carbone 2 mm pour les renforts de fuselage et les articulations de volets/ailerons
- 1 tube carbone de diamètre 8 mm x 20 cm pour la clé du stabilisateur.
Toute la partie carbone se trouve très facilement, par exemple sur carbonetube.net
maître-couple
 
Le maître-couple du fuselage sur le plateau d’impression (Prusa Slicer)

Equipement radio

- 4 servos d'aile type KST X10 (ou taille exactement similaire et il y en a beaucoup, sinon le montage sera très pénible)
- 3 servos standard pour dérive/profondeur/crochet de remorquage
- Récepteur 8 voies
- Moteur Dualsky XM3844EG-10 hélice 11/6.5 ou équivalent (attention à la puissance, la longueur de l’axe et au diamètre pour que ça rentre).
- Variateur 80 A
- Accu 4S 2000 à 4500 mAh

A propos du plastique

Le matériau utilisé est du PLA standard qui fonctionne parfaitement. En effet même si d'autre matériaux sont plus léger (LW PLA ou ABS), plus solides (ABS, ASA, PETG) ou plus résistants à la chaleur (ABS ), aucun de ces arguments ne justifie pour moi de se passer de la simplicité d'impression du PLA : les grosses pièces creuses comme les ailes par exemple, sont très sensible au warping (déformation au refroidissement) et l'utilisation des matériaux cités plus hauts rendent l'impression très technique, longue et aléatoire et nécessite des imprimantes complexes (enceinte fermée) et des compétences certaines que je n'ai pas. Le PLA est au contraire très simple à utiliser.

La résistance est donnée par les renforts, la légèreté n'est pas un point critique sur un planeur de ce type et de cette taille, d'autant que la masse finale assure un vol très agréable.

Enfin la résistance à la chaleur n'est, dans les faits, pas un problème : à moins de laisser le modèle dans une voiture, et en prenant quelques précautions, le planeur ne va pas se déformer : il pourra rester en plein soleil sur le terrain même en plein été. Un point très important est d'utiliser une couleur claire : une aile bleu foncé ou noire ne tient pas 3 minutes au soleil…

Même si un PLA standard convient tout à fait, j'ai fait des essais très prometteurs avec du PLA amélioré Ariane Plast Ingeo3D870 qui s'imprime vite et bien, résiste à la chaleur et peut être recuit pour renforcer ses propriétés mécaniques et thermiques.

Le PLA de 3d Labprint Poly Air 1 est intéressant car très résistant mécaniquement. En revanche il est plus dense que le PLA standard et ne propose pas d'amélioration du point de vue thermique.

Prusa I3 en impression de l'aile
 
Imprimante Prusa MK3S

L'impression prendra du temps, 400 h environ mais pendant que l'imprimante travaille, on peut faire plein d'autres choses.
J’avoue utiliser 2 imprimantes Prusa MK3S en parallèle pour gagner du temps, ce qui me permet avec un peu d’habitude (5 prototypes) de faire le premier vol 15 jours après le lancement de la première pièce imprimée.

Le montage en lui-même une fois les pièces imprimées est super rapide, plus rapide que beaucoup d'autres planeurs en kit.Une après-midi pour assembler le fuselage, 2 jours pour les ailes, une après-midi pour la radio.

56° au soleil, sans déformations
 
56° en surface en plein soleil de juillet.
Température de l’air : 28°. Pas de déformation.
Le plus pénible est la finition des pièces. Il faut une bonne ponceuse orbitale, un "simple" ponçage peut suffire comme sur le quatrième prototype mais on peut aussi poncer plus grossièrement puis entoiler les ailes au vinyle. Je reviendrai sur la finition plus loin.
Le PLA LW (PLA qui s’expanse à l’impression qui permet d’obtenir des pièces 2 fois plus légères), pourrait être intéressant pour le volet de dérive et le stabilisateur horizontal. Le centrage serait facilité pour la version planeur pur. Pour la version électrique, aucun intérêt puisque le centrage dans ce cas est idéal sans plomb avec des stabilisateurs « lourds ».Pour le reste de la structure, ce plastique est vraiment trop mou pour un modèle de cette taille.

Pour quel budget

  • Le Pla : 5 kg soit environs 70 €
  • Les longerons en carbone moins de 50 €
  • La colle et la radio

Le vol


En vol Phase d'atterrissage

Depuis 6 mois, l’ASW15 est mon « planeur du dimanche » : facile à transporter, vite monté, gratteur et voltigeur. Je l’ai testé dans des conditions très variées. L’objectif de départ d’avoir un modèle comparable à l’équivalent en construction traditionnelle est rempli. Il pèse le même poids qu’un ASW15 Airtech par exemple.
En vol, l'ASW 15 se révèle très sain, le lancer à la main ne pose aucun problème. La montée au moteur électrique est rapide et le calage moteur d'origine ne nécessite aucune compensation. Le respect du profil de l'aile permet de très bonnes performances en vol : taux de chute faible,à l’aise dans les ascendances, mais pour autant le planeur peut accélérer pour assurer toute la voltige de base. La maniabilité est excellente grâce aux larges surfaces mobiles des ailes. Le tonneau tourne particulièrement rapidement et bien dans l'axe. Avec sa grande dérive, le renversement est une formalité. Les 5 kg du modèle permettent une voltige ample avec de bonnes restitutions. Malgré tout le décrochage intervient très tard, toujours dans l’axe.

Lancé à la Madeleine En vol
Lancé à la Madeleine (64)
 
Atterrissage tout sorti  
Atterrissage tout sorti
 

Enfin la combinaison des flaps et des ailerons légèrement relevés permet des approches avec une forte pente pour des atterrissages très sécurisants. Là aussi la corde des volets conséquente est bénéfique.
Le train d'atterrissage est au choix rentré ou fixe sorti (on peut aussi mettre un train rétractable). Le train sorti permet les remorquages sans chariot.Le modèle est d'ailleurs équipé d’origine d'un crochet de remorquage. La structure a été conçue pour résister a des remorquages musclés (240 cc).

Même si j’utilise principalement mon ASW 15 en plaine, ce modèle sera tout à fait à l’aise en vol de pente. Peut-être faudra-t-il envisager de fibrer le fuselage sur les pentes un peu rudes…Sur les pentes de La Madeleine (64) l'ASW 15 a su montrer ses qualités voilières dans de petites conditions.
On peut dire que l’ASW 15 imprimé a un vol tout à fait comparable à l’équivalent en construction traditionnelle.

En approche suivi du DJI FPV
En approche suivi du DJI FPV

Conception

Il m'aura fallu pas moins de 6 mois et 4 prototypes pour obtenir un modèle totalement opérationnel et un nombre d'heures difficile à calculer à dessiner sur Onshape, en partant du plan 3 vues du réel, que j’ai suivi au plus près.
Contrairement aux modèles imprimés en 3D, toutes les surfaces font au minimum 0,8 mm d’épaisseur (2 parois lors de l’impression avec une buse de 0,4). Non seulement le modèle est plus solide mais surtout la finition peut être bien plus soignée grâce à l’épaisseur de la peau qui permet un ponçage efficace.
Le modèle a été recoupé en morceaux de 20 cm de hauteur maximum et la conception a été étudiée pour éviter au maximum les supports à l’impression.

Ecope de refroidissement Platine radio
L’écope de refroidissement qui intègre le crochet de remorquage.
 
La platine radio en deux parties.
Train fixe Loquet de blocage du train
Le train dans sa version sortie fixe.
 
Les loquets de blocage du train.
Verrou de l'aile Vue interne
Le verrouillage de l’aile.
 
Vue interne vers la poutre de queue avec les guidages de la commande de profondeur.
Verrou d'aile Nez version planeur Couple central
Le verrou de l’aile.
Le nez de la version planeur pur.
Le tronçon F4.
Logement servo de volet Winglet et saumon
Le logement du servo de volet : au format KST 10X ou équivalent.
 
Le winglet et le saumon
Ecope / crochet de remorquage Commande de largage
L’écope / crochet de remorquage et la fixation moteur.
 
Vue interne de la commande de largage.
COmmande de prof Empennage complet
La commande de profondeur et l'empennage complet.
Emplanture En coupe
En coupe , de gauche à droite, l’ergot arrière de centrage de l’aile, le logement de la prise multiplex, le logement de la clé d’aile, le perçage du verrouillage de l’aile, et l’ergot de centrage de l’aile avant.

La résistance mécanique est obtenue par l’ajout indispensable à cette échelle de renforts en carbone :
- Pour le fuselage, ce sont 4 joncs de 1,5 mm en carbone (ou fibre de verre) qui courent tout le long des parois dans des fourreaux ouverts (pour pouvoir infiltrer la colle facilement). Ils servent aussi de guide lors du collage des pièces.
- Pour l’aile, ce sont des renforts en jonc de carbone 4 mm qui reprennent les efforts. Ils sont doublés sur les 30 premiers centimètres de l’aile. Encore une fois j’insiste, bien suivre la procédure de collage pour ne pas perdre une aile en vol.

Casse en vol
Rupture du longeron en plein vol sur un des premiers prototypes.

Planeur cassé Longeron détruit
La fragilité de l'aile liée au décollement du longeron au niveau de l'emplanture sur les protos a été identifiée et corrigée.

Les premiers prototypes avaient une fragilité de l'aile liée au décollement du longeron au niveau de l'emplanture. Trois ruptures en vol m'ont amené à modifier le mode de collage du longeron et à le doubler sur les 40 premiers centimètres de l'aile. Finalement, comme l'atteste une vidéo que j'ai partagé sur YouTube, l'aile accepte sans casser ni déformation permanente 34 kg (voire plus) appliqués au centre de la clé d'aile en prenant appuis sur la demi-envergure.

Test de solidité de l'aile de l'ASW15 imprimé en 3D.

Les avantages finalement d'un modèle imprimé

  • Temps de main d'œuvre très réduit
  • Coût très faible pour un planeur de 4m
  • Respect du profil et qualités de vol.
  • Réparation / Reconstruction simples et pas cher : on retrouve ou réimprime les morceaux, collage en bout à bout et un peu de fibre si nécessaire.

Les inconvénients

  • Il faut une imprimante 3D, mais actuellement une imprimante à 200 € suffit.
  • Le modèle est probablement plus fragile lors des chocs mais plus simple à refaire.
  • Attention de ne pas l'oublier dans une voiture. Voir mon expérimentation...

    Aile fondue dans la voiture

Les fichiers


Si vous êtes prêts pour l'aventure, les fichiers sont disponibles sur cults3D autour de 35 €

(clic sur l'image pour suivre le lien)

Fichiers sur Cults

Le modèle est donc imprimé à partir des fichiers 3MF. C’est l’équivalent des fichiers STL, ils contiennent tous les paramètres3D du modèle mais aussi tous les paramètres d’impression (épaisseur de couche, positionnement des supports…), à condition de les utiliser avec Prusa Slicer, logiciel gratuit à partir duquel j’ai créé ces fichiers 3MF. Si vous ne jurez que par Cura par exemple, vous pourrez ouvrir les 3MF comme des STL mais sans aucune information sur les paramètres d’impression.

Fichiers 3D pour essais au format 3mf

Pour importer dans votre slicer et tester sur votre imprimante, le concepteur met à disposition ces 3 fichiers d'exemple, au format 3mf. (Clic droit sur le lien pour télécharger le fichier.)


J’ai ouvert un groupe Facebook d’aide et d’entraide autour de ce modèle

(clic sur l'image pour suivre le lien)

Groupe Facebook

Impression des pièces


Arrière de maître couple Platine radio partie arrière Volet de dérive
Arrière de maître couple
Platine radio partie arrière
Volet de dérive

Toutes les pièces sont imprimées en PLA en couches de 0,3 mm avec une buse de 0,4 mm. Il n'y a pas d'intérêt à faire des couches plus fines.
4 périmètres, 5 couches dessus-dessous remplissage grille 20%. Pas de ventilation, augmenter d'une dizaine de degrés la température d'impression par rapport à la température conseillée.
Pour éviter le warping (déformation des pièces en refroidissant), ne pas hésiter à chauffer fort le plateau (70°) et utiliser par exemple de la 3DLac.

Flaps imprimés en grappe Grappe de flaps Verrière opaque
Les flaps imprimés en grappe. A droite, la verrière opaque.

L'aile

Chaque aile est composée de 10 tronçons principaux d'une vingtaine de centimètres de hauteur, de la nervure d'emplanture en 2 parties, et du saumon en 2 parties. Il faut ajouter les ailerons et les volets.Tous les tronçons de chaque partie mobile sont imprimés en une seule fois : en effet ils sont reliés par une pièce à mi-hauteur pour rigidifier l'ensemble pendant l'impression des parties les plus hautes et obtenir une qualité optimale d'impression. Il suffit de couper la languette de liaison après l'impression en passant plusieurs fois un cutter sur la jonction.
J'ai pour habitude de remplir le plateau au maximum, ce qui permet sur une Prusa MK3 d'imprimer une aile en 2 fois pour les tronçons principaux et les parties mobiles en une fois. Les impressions sont longues mais nécessitent très peu de manipulations. Chaque moitié de demi-aile prend environ une journée complète. L’impression de plusieurs tronçons en même temps permet aussi de diminuer les contraintes thermiques et donc le warping lors de l’impression : les tronçons sont imprimés moins vite, ils créent entre eux un environnement ou l’air est plus chaud et plus stable. De plus les tronçons sont orientés sur des axes différents sur le plateau ce qui diminue le risque de torsion du plateau sous la contrainte de warping.

Verrière imprimée en 2 parties Tronçon central de l'aile Les ailerons droit et gauche
Verrière imprimée en 2 parties
Tronçon central de l'aile
Les ailerons droit et gauche

Tronçon central de l'aile Les flaps
Tronçon central de l'aile
 
Les flaps

Malgré tout, si vous craignez les impressions trop longues, ou les coupures de courant, il est facile sur Prusa slicer d’inactiver certaines parties,en choisissant les pièces à imprimer sur le panneau de droite.
En plus des tronçons principaux il faut imprimer les saumons + winglets pour les 2 ailes sur un seul plateau, et les nervures d'emplanture chacune en 2 parties.
Les autres éléments accessoires de l'aile comprennent les commandes d'ailerons (tringle et guignol) et les vis de fixation de l'aile.

Le winglet et son saumon. en 3D Le winglet et son saumon. imprimés
Le winglet et son saumon.

Le fuselage

- F1 à F10 : Le fuselage en lui-même est composé de 10 pièces de F1 à F10. F4 intègre ses supports dans le dessin 3D, qu'il faudra couper une fois imprimés. Les fichiers 3MF regroupent certaines parties du fuselage.

- La dérive fixe est en 2 parties Rudder 1 et Rudder 2. Le pied de dérive est quasiment la seule pièce qui nécessite un peu de support : ils sont placés sous l'axe de la charnière de la dérive et sous la partie inférieure des karmans du stabilisateur horizontal. Ils sont intégrés dans le 3MF qui regroupe les 2 parties de la dérive.

- Le volet de dérive : il est en 4 parties, regroupées dans un seul 3MF

- La verrière existe en 2 versions :
• Une entièrement imprimée, en 2 parties
• Une version à thermoformer sur un moule à imprimer + son baquet à imprimer en 2 parties. Je pourrais peut-être fournir quelques verrières thermoformées sur demande. Le moule une fois imprimé est rempli de plâtre, puis finement poncé, mastiqué…

- Le sabot arrière : en 2 parties sur le 3MF et sa roue de préférence en TPU (PLA Flex)

- Le train est en 3 versions :
• Train rentré, c'est donc une simple trappe fixée par 2 loquets pour la rendre amovible
• Train sorti fixe : il se compose du châssis, de la jante en 2 parties et du pneu à imprimer en PLA Flex ou TPU
• La trappe pour utiliser un train rentrant électrique (j’ai utilisé le train électrique pour planeur ¼ chez Flash RC). Il faut aussi imprimer le support de train électrique pour l’utiliser.

- Les renforts du fuselage : la platine radio en 2 parties très épaisses (mais creuse) pour rigidifier le fuselage et le couple en arrière de la cabine.

Nez et partie avant Partie avant Couple central
Quelques tronçons du fuselage, avec notamment le nez et le maître-couple..
Poutre Partie arrière Train fixe
La partie arrière conique et le support du train d'atterrissage fixe.

Le stabilisateur horizontal

- Pièce très simple car c'est un stabilisateur pendulaire. Chaque demi-stabilisateur est composé de 2 parties.
- La commande de profondeur : elle comprend la chape, le palonnier en 2 parties, l'axe et enfin la pièce qui s'emboite sur l'axe. Tout est sur un seul plateau 3MF.

La commande de profondeur
La commande de profondeur
Système de commande de prof Prof en 2 parties
La commande de profondeur
 
Le stabilisateur horizontal en 2 parties

Montage

Tous les assemblages se font à la colle cyanoacrylate avec accélérateur. Seul le collage des longerons se fait avec de la résine époxy.

L'aile

1 - Assemblage des panneaux d'aile
• Gratter les "pattes d’éléphant" sur les surfaces en contact avec le plateau, soit avec un canif, soit avec du papier de verre. Faire de même sur les renforts verticaux Internes pour que les taquets d'emboitement se positionnent parfaitement.
• Repercer le passage des axes des surfaces mobiles pour que le jonc de carbone qui servira d’axe coulisse facilement.
• Vérifier que les joncs de carbone 4 mm qui servent de longeron coulissent facilement dans leurs longerons. Si nécessaire, réaléser avec un tube laiton 4 mm monté sur une perceuse.
• Assembler W1 à W10 : Faire un montage à blanc pour chaque assemblage. Les longerons ne seront collés qu'une fois l'aile entièrement assemblée.
• Utiliser une lumière rasante pour s'assurer que les pièces sont parfaitement positionnées.
• Avec une cale à poncer, bien aplanir la zone du longeron du haut de chaque pièce, parfois des surépaisseurs de matière empêchent un collage jointif.
• Encoller avec de la cyanoacrylate toutes les surfaces sur l'une des pièces, ne pas faire couler de colle dans les fourreaux des longerons.
• Positionner les 2 pièces bien à plat, posées sur l'intrados, sur un plastique de protection pour éviter que la colle n’atteigne le plan de travail.
• Utiliser l'activateur. En cas de petites fentes résiduelles liées au warping, remplir de cyano + accélérateur.
• A ce stade, ré-aléser les fourreaux des longerons avec un long tube de laiton 4mm si nécessaire, en passant par l'emplanture puis par l'extrémité de l'aile.
• Coller le saumon (pas le winglet)
• Insérer un écrou M3 dans la nervure d'emplanture (pour le verrouillage de l’aile sur le fuselage), soit en force, soit en le poussant avec la pointe d'un fer à souder (chauffer au minimum). Puis coller les 2 parties de la nervure d'emplanture.
• Coller la nervure d'emplanture.
• Bien vérifier que les longerons coulissent dans leurs fourreaux.
• Couper les 8 longerons aux bonnes dimensions, dépolir les jonc carbone 4mm en les tournant dans du papier de verre avec une perceuse.

Emplanture
Impression emplanture
Première version de l’aile avec un seul longeron. La version définitive en a 2 sur la partie centrale.

2 - Collage des longerons
C'est une étape cruciale pour la solidité de l'aile. C'est le point qui m'a donné le plus de mal dans la mise au point de ce modèle. En effet le décollement (et non la rupture) du longeron au niveau de l'emplanture a été à l'origine de la perte de 3 premiers prototypes. C'est en modifiant la fixation de ce longeron que le problème a pu être résolu comme cette vidéo le montre : même avec 35 kg appliqués sur la demi-envergure, l’aile tient bon sans aucune déformation permanente.
Le longeron n'est pas simplement collé, il est serti dans l'aile sur les 7 premiers centimètres à l'emplanture. Il sera moulé dans son fourreau au niveau de l'emplanture pour avoir un peu la forme d'un clou. Ce collage permet une résistance maximale en traction.
Après avoir dépoli le longeron sur toute sa longueur, il faut éliminer complètement la résine qui lie entre elles les fibres de carbone. En extérieur à l'aide d'un chalumeau à gaz, avec un masque, il faut bruler les 7 premiers centimètres des 8 longerons (4 courts et 4 longs). Il faut laisser brûler jusqu'à ce que la flamme s'éteigne (attention qu'elle ne progresse pas trop le long du longeron). Aucun risque de bruler les fibres de carbone ! Laisser refroidir, secouer les fibres pour faire tomber les cendres.Chaque longeron doit ressembler à un pinceau.Et voilà les longerons prêts à être moulés sur les premiers centimètres dans le fourreau.

Fibre brûlée Aile et longerons
La résine liant les fibres est brulée au chalumeau pour pouvoir ré-imprégner les fibres et mouler le longeron à l’emplanture.
 
Tout est prêt pour le collage de longerons. On voit bien les longerons comme des pinceaux.

Le collage se fait donc à l'époxy de stratification :
• Imprégner les fibres libres de l'emplanture des longerons
• Injecter avec une seringue et un bout de durite silicone, directement dans les fourreaux environs 25 g par aile, répartis équitablement et proportionnellement à leur longueur dans chacun des 4 fourreaux. L'aile est maintenue verticalement pour que la résine descende le long de l'aile. Attention à ne pas déborder dans le fourreau de la clé d'aile. L'époxy va forcément couler par le saumon, protégez le sol.
• Introduire les longerons en les enfilant doucement pour que la résine ait le temps de se répartir. Ne pas hésiter à ajouter un peu de résine le long du longeron lorsqu'il ne reste que les 10 derniers cm à enfiler. C'est cette zone qui doit être particulièrement bien collée. Pour pousser le longeron à la fin (il ne reste que les fibres moles imprégnées, utiliser par exemple un tournevis de la bonne taille. Bien tasser et fouler les fibres qui déborderaient. C'est ce qui permet de mouler le longeron dans son fourreau. Pour mouler les fibres encore plus en pression on peut enfoncer un cure-dent ou un morceau de jonc de 1,5 mm sur les 2 ou 3 premiers cm.
• Enfin laisser durcir la résine 24h en maintenant l'aile bien à plat.

3 - La clé d'aile
Il faudra probablement réaléser le logement du fourreau en laiton. Soit avec un long foret de 13mm, mais le plus efficace, le plus précis et le moins cher est de fabriquer soi-même ce foret : découper un morceau de 20 cm dans le jonc de clé d'aile de diamètre 12 mm.Coller à son extrémité un morceau de 3cm de long du fourreau laiton à la cyano. Créer quelques indentations avec un disque à découper sur l'extrémité en laiton. Il n'y a plus qu’à réaléser en tournant lentement, sans chauffer, si besoin utiliser un peu d'eau.
Le fourreau laiton sera finalement collé à la colle époxy en ayant pris la précaution d'obturer son extrémité pour éviter que la colle ne rentre à l'intérieur. On peut utiliser un bouchon en Dépron collé à la cyano par exemple.

Foret prolongé
Le foret fait maison pour aléser le logement du fourreau de clé d'aile.

4 - Les gouvernes
Les ailerons et les volets sont collés de la même manière, simplement en bout à bout. Il n'y a pas d'emboitement.
• Gratter les pattes d'éléphant
• Utiliser un profilé aluminium en L de 40mmx 40mm par exemple comme guide de collage.
• Les tronçons sont placés dans le bon ordre, posé sur l'intrados dans le profilé, la charnière au contact de la partie verticale du profilé alu.
• Utiliser une lumière rasante pour bien positionner les tronçons sans décalage. Bien caler les tronçons dans le L du profilé.
• Tout est collé à la cyano + accélérateur.
• Vérifier que l'axe carbone (1,5 mm) coulisse librement dans la gouverne, au besoin réaléser avec une corde à piano montée sur une perceuse.

Le fuselage

Encore une fois, tout est collé à la colle cyano acrylate.

1 - Le corps du fuselage
• F1 à F10 : Commencer par le nez : coller les joncs carbone 1,5 mm en 2 m de long. IIs serontre coupés ou ajoutés au fur et à mesure des besoins. Enfiler une par une les pièces dans les joncs et encoller à la cyano d'abord les tronçons. Une fois l'assemblage solide, coller les longerons par capillarité avec de la cyano très fluide.
• Assembler les 2 tronçons de la dérive entre eux sans oublier les longerons verticaux en carbone 1,5. Ensuite assembler la dérive au reste du fuselage en l'enfilant dans les longerons recoupés à la bonne taille.
• Coller la platine radio et le couple de renfort à l'arrière de la cabine.
• Le sabot arrière ne sera collé qu'après avoir poncé le fuselage.

2 - Le stabilisateur
• Coller les 4 tronçons 2 par 2. Ils sont symétriques mais les tronçons externes sont identiques.
• La commande de profondeur sera traitée à la fin avec l'installation radio

3 - La dérive
• Coller les 4 parties entre elles de la même manière que pour l'aile.
• Il faut s'assurer que la dérive débat assez librement. Pour l'insérer dans ses gonds il faut insérer l'axe inférieur en faisant coulisser le volet vers le bas. Les axes moyens et supérieurs devraient s'emboiter en exerçant délicatement une pression de l'arrière vers l'avant. Si l'articulation est un peu dure, on peut poncer les axes et utiliser un peu de silicone.
• La commande se fait classiquement avec du câble aller-retour. 2 trous au niveau du train permettent de guider les câbles. Je les ai fixés sur la dérive avec 2 vis de 3 mm.

Dérive fixe
Longeron dérive
Partie arrière imprimée
La dérive fixe, on voit bien les « gonds « imprimés qui permettent l’articulation du volet.  
Assemblage de la partie arrière avec des joncs de carbone en renfort.

4 - Le tain
• Selon la version choisie, assembler les pièces entre-elles puis visser les loquets fermement avec de la visserie M3.
• Il faut insérer un bout de tube laiton dans la jante (coller les 2 parties) pour permettre un roulement efficace. C'est une vis M3 qui servira d'axe.

5 - La verrière
- Version imprimée. En 2 parties, à encoller entre elles.
- Version thermoformée : imprimer le baquet et coller les 2 pièces ainsi que le tableau de bord. Si vous maitriser la technique du thermoformage, imprimer le moule positif, le remplir de plâtre, poncer, lustrer, thermoformer. Ajuster la verrière thermoformée qui sera collée par exemple au scotch double face 5 mm de large utilisé pour les voiles de bateau RC. Je peux peut-être fournir quelques verrières sur demande. Sur le baquet, il faudra coller à l'avant le verrou imprimé à la bonne place.
• Le verrouillage de la verrière se fera à l'arrière avec une corde à piano 2 mm pliée en L. Une fois le loquet et la verrière en place, il faut marquer l'emplacement du perçage du loquet (un peu de feutre Posca sur l'extrémité du loquet poussé en place par exemple).

Baquet imprimé Peinture style granit
Le baquet imprimé
 
Le baquet est peint avec une bombe style granit.
Verière en 3D Verrière thermoformée
La verrière en 3D à l'écran puis tout juste thermoformée posée sur le baquet imprimé.
Verrière thermoformée dans le moule
Fuselage et baquet
Verrière en  place
La verrière transparente est vraiment plus réaliste.

6 - La commande de profondeur
C'est un servo standard qui actionne le stabilisateur pendulaire par l'intermédiaire d'un tube carbone 3 mm (il faut un tube de 1,5 m). Tous les guidages de la commande sont imprimés en même temps que le fuselage. Côté servo, il faut coller dans le tube une tige filetée 3 mm pour visser une chape métal.
A l'arrière, la chape imprimée est collée et assurée avec une vis après avoir dépoli le tube. Il vaut mieux passer la commande dans le fuselage avant de coller la chape.
Le mouvement de rotation du stabilisateur est transmis directement par la rotation de la clé de 8 mm.
Sur cette clé, 3 collages sont à surveiller : celui du palonnier et ceux des 2 ergots de calage des stabilisateurs.
Il ne faut surtout pas faire fuser la colle dans l'articulation entre la clé et le fuselage...
Les 3 collages sont assurés en insérant des joncs de 3mm collés à travers la clé percée.
Bien surveiller le calage de l'ensemble, prendre son temps. C’est le seul moment délicat du montage avec les longerons.

7 - Commande de largage
Une simple corde à piano 2 mm va tout droit vers l'écope sous le moteur actionnée par un servo standard. Il est vissé dans son logement sous la platine radio.

La finition

Sur les 4 prototypes, j'ai expérimenté plusieurs solutions :
• Soit on ponce au mieux et on garde l'aspect brut du PLA :
Avantage : on gagne un peu de temps, réparations faciles, on gagne un peu de poids. C'est le modèle N° 4 orange qui est traité ainsi.
Inconvénient : On voit que c'est un modèle imprimé en regardant de près, finition moins lisse donc peut-être moins aérodynamique. Il faut une bonne impression à la base car on ne peut rien mastiquer.

Fuselageet verrière PLA en lumière rasante
Planeur en PLA brut d'impression   Planeur en PLA brut d'impression
Le planeur en PLA brut d'impression.

• L'autre option est de poncer le modèle, mastiquer au polyester, poncer puis entoiler au vinyle adhésif (surtout pas du plastique thermocollant type Oracover). Pour le fuselage difficile d'entoiler, il faudra poncer, apprêter et peindre.
Avantage : le modèle a le même aspect qu'un modèle réduit standard. Finition brillante.
Inconvénient : plus long, plus lourd, réparations plus visibles.

Masticage des gouvernes Fuselage mastiqué
Masticage des gouvernes.
 
Le fuselage mastiqué avant de recevoir son apprêt.
Masticage au polyester Entoilage au vinyle Lumière rasante
Masticage au polyester , on voit la ponceuse Mirka Deros.
L’aile après ponçage et masticage (mastic polyester) puis entoilage au vinyle.
Lumière rasante pour mettre en évidence les irrégularités, quand même pas mal pour de l’impression 3D.

ernis polyuréthane en bombe bi-composants ernis polyuréthane en bombe bi-composants
Le rendu brillant est ici obtenu avec un vernis polyuréthane en bombe bi-composants.

Il existe une troisième finition possible que je suis en train d'expérimenter : marouflage de l'aile à la fibre de verre 25 g/dm², 110 g pour le fuselage, avec de la résine photopolymérisable pour imprimante 3D : elle a le gros avantage de bien adhérer au PLA contrairement à la résine époxy et elle durcit instantanément quand elle est exposée à une lumière spéciale ou au soleil. Ce qui permet de travailler très rapidement. De plus, cette résine se ponce très facilement.

Marouflage à la fibre Fibre de verre Résine photo-polymérisable
Premiers essais de marouflage à la fibre avec de la résine photo-polymérisable

Remarques

Ne comptez pas poncer à la main, il faut impérativement une bonne ponceuse orbitale (MirkaDeros pour moi) et le bon papier MirkaAbranet. Je commence au 40, puis 80, puis 380… Avec des disques de ponçages de mauvaise qualité, le résultat s’en ressent.
Avec le 40 on peut dégrossir, sans tendance à faire chauffer le plastique. Plus on descend dans le grain plus ça chauffe. Attention le plastique n'aime pas ça.
J'ai testé pas mal de finitions : pour la version entoilée, le mastic polyester fonctionne très bien. On peut s'accommoder d'un ponçage plus grossier (400)
Pour la version brute, le vernis polyuréthane en bombe est pas mal pour faire briller. J'ai aussi de très bons résultats avec le résine transparente photo-polymérisable utilisée pour l'impression 3D (pour le fuselage en tout cas ; un peu lourd pour l'aile peut-être).


Assemblage


Le patin arrière et sa roue.
L'hélice de la version motoplaneur.
Installation radio et train rentrant.  
Le centrage s'obitent sans plomb.

- Vérifier régulièrement la fixation du moteur. Les vis se desserrent avec la chaleur et les vibrations.
- L'accu est fixé avec un bracelet en velcro à la platine radio
- Ne pas oublier de visser les ailes au fuselage…
- Les stabilisateurs horizontaux sont enfilés sur leur clé et bloqués avec une petite vis.
- La programmation radio est assez classique pour une aile à 4 servos. Il faudra un peu de compensation à piquer pour les aérofreins crocodile. Pas besoin de compensation à la profondeur pour le moteur en revanche.
- Le centrage en version électrique s’obtient facilement en plaçant l'accu vers l'avant de la cabine. En version planeur pur, il faudra un peu de plomb. De ce fait, la version planeur pur est aussi lourde que la version électrique.

N'hésitez pas à venir discuter sur la page FaceBook dédiée à ce modèle, à m'envoyer des images de vos modèles et à me faire part de vos remarques...

Remorquage sur le terrain de DuhortBachen.
En approche tout sorti.

Nul doute que nous n’en sommes qu’aux balbutiements de l’utilisation de l’impression 3D au service des modèles volants. J’ai pris beaucoup de plaisir à expérimenter de nouvelles techniques grâce à l’impression 3D et ce n’est pas fini ! De par la rapidité de réalisation, je ne doute pas que chacun pourra apporter sa touche personnelle à la réalisation de ce modèle : choix des matériaux, finitions… Partagez vos expériences sur le groupe.

Liste des fichiers ASW15-3DP

Nom
Pièces Remarques
Fuselage
F1 F2
F1 F2  
F3 F3  
F4 F4  
F5 F5  
F6 F6  
F7 F8 F7 F8  
F9 F10 F9 F10  
Rudder 1-2
Dérive fixe 1 et 2  
Rudderflap
Volet de dérive 4 pièces  
Horizontal stab
4 pièces des 2 surfaces horizontales  
Horizontal stab LW PLA
Idem, paramètre d'impression pour LW PLA Option
Elevator command
4 pièces de la commande de profondeur  
Frame 1 Platine radio 1  
Elevator command
5 pièces de la commande de profondeur  
Frame 2
Platine radio 2  
Printed canopy
Verrière opaque imprimée, 2 pièces  
Baquet1
   
Baquet2
   
Verrou baquet    
Rear skid Patin arrière 2 pièces  
Wheel skid Roue patin arrière, 2 pièces  
Optional gear up bay
Trappe de roue fermée fixeet ses 2 loquets Option
Optional Fixed landing frame Train fixe sorti, jante (x2) et loquets (x2) Option
Optional electric retract gear frame Support arrière de train rentrant Option
Optional Tire
Pneu train principal PLA Flex (TPU)
Amortisseur train rentrant
Verrou avant train rentrant électrique Option PLA Flex
Trappe train rentrant Trappe ouvrante pour train rentrant Option
Moule verrière 1
2 pièces Option
Moule verrière 2
1 pièce Option
Stand

Berceau pour le fuselage  
Aile
Wing L 12345
5 premiers tronçons aile gauche  
Wing R 12345
Idem à droite  
Wing L67891
5 tronçons externes  
Wing R 67891
Idem à droite  
Optional simple wingtips Saumons simple gauche et droit  
Optional winglets wingtips
Saumons avec winglets 4 pièces  
Rootribs Nervures d'emplanture, Droite et Gauche en 2 parties  
Flaps LR Flaps gauche et droit  
Ailerons LR
Ailerons gauche et droit  
Command Commande d'ailerons/flaps et palonnier  

Contact : Julien Watier

ASW 15 imprimé 3D de Julien Watier
 
 
 
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