2023-2024 S2 Groupe 1 - Jarod Fouquet / Gabriel Rebel¶

Voiture de baudruche¶

Le but du projet, reprendre une voiture qui roule a l'aide d'un ballon de baudruche trouver en Open Source, la rendre fonctionnel et recrée son design.¶

L'équipe : Jarod FOUQUET & Gabriel REBEL¶

Fichier modélisation¶

Piéce par piéce :
Modele.zip

Modéle complet :
Modele_Entier.stl

Test du prototype OpenSource (Impressions) :¶

En cherchant notre idée de projet, nous voulions avoir un lien avec l'automobile. Nous avons donc cherché comment imprimer une voiture fonctionnelle sans électronique. Nous avons trouvé sur le site ci-joint un prototype de voiture qui fonctionne à l'aide d'un ballon de baudruche:
https://www.instructables.com/Single-Cylinder-Air-Engine-Balloon-Powered-Rolling

Pour commencer à vouloir modifier ce dernier, nous devons d'abord le tester. Pour cela, nous avons donc téléchargé les fichiers et les avons découpés grâce au logiciel "OrcaSlicer". Nous en avons profité pour réduire la taille des objets déjà modélisés de 20% que nous avons téléchargés. Cela nous permettra de gagner du temps d'impression. Cependant, cela pourrait potentiellement affecter le prototype ; nous prendrons cela en compte. Pour l'impression, nous allons utiliser la Prusa MK4. L'impression prendra 2h15, elle a utilisé 9,80 mètres de filament et pèsera 29,52 grammes. Nous avons utilisé du plastique noir PLA+. Le remplissage a été configuré à 15% par couche de 0,02 mm en forme de grille avec un intérieur monotone.

Première impression¶

Tableau Information Impression	Première impression
Imprimante	Prusa Mk4
Paramétres	taille : 80% , Préréglage de 0.2mm
Coût	9,80 m pour 29.52 g
Temp d'impression	2h15
Plastique	PLA+ noir

Fichier utilisé pour 1ére impression (.gcode): Voiture_de_baudruche_0.2mm_PLA_MK4IS_2h15m.gcode

Figure 1 : Photo de l'imprimante utilisé	Figure 2 : Résultat de la premiére impression

Suite à l'impression, nous avons repéré quelques imperfections, sûrement dues à l'imprimante ou aux réglages ; cependant, nous pouvons observer le fonctionnement mécanique. Le moteur à air ne fonctionne pas ; il y a trop de fuites d'air, donc il n'y a pas de compression à l'intérieur de ce dernier. Nous décidons donc de réimprimer les pièces posant problème pour le fonctionnement de la voiture à ballon. Cette fois-ci, nous allons modifier les paramètres dans le logiciel OrcSlicer, en fixant le remplissage à 100% et en ajoutant 5 parois pour éviter toute fuite d'air. Nous utiliserons toujours la même imprimante, la Prusa Mk4, mais nous opterons pour une autre sorte de plastique afin d'obtenir une meilleure précision. Les paramètres seront donc les mêmes que lors de la première impression, à l'exception du remplissage de 100% et du nombre de couches de 5. Nous avons choisi du PLA gris brillant afin de différencier la première impression de la deuxième. De plus, il s'agit d'un type de plastique différent, ce qui pourrait certainement influencer le résultat. L'impression devrait durer 1h03, nécessitant 4,12 mètres et 12,29 grammes de plastique.

Deuxiéme impression¶

Tableau Information Impression	Deuxiéme impression
Imprimante	Prusa Mk4
Paramétre	taille : 80% , Préréglage de 0.2mm, remplissage : 100%, nombre de couches : 5
Coût	4,12 m pour 12,29 g
Temp d'impression	1h03
Plastique	PLA gris brillant

Fichier utilisé pour 2éme impression (.gcode): Voiture_de_baudruche_0.2mm_PLA_MK4IS_1h03.gcode

Figure 3 : Capture d'écran de la deuxième impression	Figure 4 : Photo des pièces moteur de la première impression

Pendant que la deuxième impression se finisse, nous essayons toujours de trouver un moyen de réparer la partie moteur. Nous avons donc demonter le moteur et essayer de fixer une piéce a l'aide de colle pour voir si cette pièce est a l'origine du problèmes.

Figure 5 : Photo de la pièce que nous avons fixer

Suite a la réimpression, nous avons remarquer que encore une fois le prototype ne fonctionner pas. Pour réussir a trouver le problème nous avons donc relue entièrement le document OpenSource dans laquelle nous avons trouver qu'il faut imprimer les pièces avec une précision de 0.1mm. C'est pour cela que nous retentons une troisième impression avec un différent préréglage ainsi qu'un imprimante différente et de meilleur qualité. Nous allons utiliser l'imprimante BambuLab X1 Carbon avec le préréglage de 0.08mm Extra Fine, comme plastique nous utiliserons le même que la deuxième impression c'est a dire le PLA ce coup ci en Vert pour pouvoir différencier des deux autres impression. L'impression va durer 1h17 et va utiliser 3.61m de plastique, c'est a dire 10,77g.

Troisiéme impression¶

Tableau Information Impression	Troisiéme impression
Imprimante	BambuLab X1-Carbon
Paramétre	taille : 80% , Préréglage de 0.08mm Extra Fine, remplissage : 100%, nombre de couches : 5
Coût	3,61 m pour 10,77 g
Temp d'impression	1h03
Plastique	PLA vert

Fichier utilisé pour 3éme impression (.3mf): Voiture_de_baudruche_0.08mm_PLA_MK4IS_1h17.3mf

Suite a la Troisième impression, nous remarquons que encore une fois le prototype ne fonctionne pas, nous cherchons donc des solutions. Cependant nous avons légèrement avancer puisque le mécanisme commence a avoir une poussée qui est cependant bloquer sur le retour. Nous allons donc étudier la partie qui bloque le mouvement. Pour cela nous allons analyser la partie du système et émettre une ou plusieurs hypothèses de la partie problématique du prototype, pour vérifier ensuite ces hypothèses pour après surement trouver une solution.

Les Hypothèses¶

(1)¶

Ce serait que l'axe est bloqué du a un frottement avec une partie qui aurait besoin d'être poncer. Nous avons donc poncer la partie que nous émettions en hypothèse, mais ceci ne suffit pas au fonctionnement et na rien changer sur le fonctionnement du système

(2)¶

Ce serait qu'il y ait des fuites d'air qui n'aurais pas lieu d'être, voir pour imprimer des joints que nous modéliserons a l'aide de plastique flexible. Cependant nous ferons le test ou nous mettrons la voiture dans l'eau pendant que de l'air passe pour voir les fuite.

(3)¶

Ce serait qu'il y ait une pièce défaillante, nous ferons une vérification général des pièces du prototype pour pouvoir peut-être trouver le problème ou les problèmes.

(4)¶

Ce serait qu'il manque de graisse pour que tout coulisse correctement et ensemble. Essayer avec du WD-40 la prochaine fois ou alors de la graisse a vélo.

(5)¶

Ce serait qu'il faudrait changer de système de transmission du mouvement, changer le système de rotule par un système plus récent et plus robuste. Voir pour proposer une hélice qui va permettre de propulser la voiture.

(6)¶

Ce serait que l'impression n'est pas bonne, l'open source nous demande une impression de toute les pièces en précision de 0,1mm. Cependant nous avons imprimer seulement les piéces moteur en 0,1mm. La prochaine fois peut-être essayer d'imprimer le tout en 0,1mm et 100% de sa taille.

Vérification d'hypothèses¶

(6)¶

Une fois récupérer le prototype nous avons remarquer que ce dernier c'est cassé, la roue a casser. Donc nous en profitons pour vérifier une hypothèse qui est la numéro 6, c'est à dire que nous allons imprimer le même fichier avec les paramètres exact de ce que nous dis l'open source. Pour ceci nous allons donc utiliser comme imprimante la Bambulab X1 Carbon 0.4mm nozzle, paramétré toujours avec une taille de 80% ainsi qu'une précision de 0.12mm, pour différencier des différentes impression précédente nous avons décider d'utiliser du PLA orange. Pour tous cela nous avons utilisé Orcaslicer, avec l'aide de ce dernier nous avons donc positionner les différentes parties sur le plateau pour les imprimer, nous en avons tiré un fichier 3MF.

Fichier utilisé pour l'impression : Voiture_de_baudruche_2h05.3mf

Tableau Information Impression	Quatrième impression
Imprimante	BambuLab X1-Carbon
Paramétre	taille : 80% , Préréglage de 0.12mm Extra Fine, remplissage : 100%, nombre de couches : 2
Coût	9,14 m pour 27,26 g
Temp d'impression	2h3min
Plastique	PLA orange

Une fois l'impression finis nous avons remarquer que quelques pièces était défectueuse, cependant dans le dernier modèles les pièces défectueuse de la nouvelle était en bonne état et imprimer en 1.2mm. Nous les avons donc utiliser pour monter le dernier prototype, nous remarquons que les axes sensé glisser glisse mieux qu'avec les pièces imprimer en 2mm. Cependant il ne fonctionne pas, certaines pièces frotte a d'autres, c'est pourquoi nous avons limer pour pouvoir palier a ceci.