9/10/23
Au cours de millions d’années, des espèces de plantes et d’animaux ont évolué pour survivre aux éléments, voler plus haut, courir plus vite, grandir plus vite, se protéger en cas de vulnérabilité. Les leçons que nous tirons de la nature peuvent souvent être appliquées à la conception d’objets industriels.
Un nouvel e-book de BigRep explore comment la recherche botanique et zoologique peut servir de base au design bionique : s’inspirer des éléments de la nature pour optimiser les produits et les technologies grâce à l’impression 3D. À l’été 2017, BigRep a décidé d’explorer le potentiel de la production d’hélices basée sur des principes bioniques, en utilisant sa puissante imprimante 3D The ONE.
Inspiré par une innovation d’hélice de l’Université technique de Berlin (TU), le designer industriel de BigRep Florian Schärfer a développé un modèle d’hélice bionique qui combine deux principes clés de la recherche bionique pour rendre une conception conventionnelle plus efficace.
Le modèle d’hélice présente des extrémités en boucle sans partie terminale, inspirées des pignons des ailes d’oiseaux qui, lorsqu’ils sont évasés, permettent aux oiseaux de planer avec facilité et d’émettre peu de bruit dans l’air. En outre, les six crêtes visibles sur le bord de chaque pale d’hélice sont basées sur les bosses situées le long des nageoires des baleines à bosse. Lorsque l’hélice tourne, l’air se déplace plus rapidement à travers ces stries, ce qui réduit la traînée.
« Ces deux principes bioniques fonctionnent dans l’eau et dans l’air », explique M. Schärfer. « Ils pourraient donc être adaptés à de petits ventilateurs, à des turbines éoliennes ou à des hélices pour l’eau ou l’air.
Le résultat est une hélice qui réduit les turbulences causées par la cavitation de l’air ou de l’eau. Des tests effectués sur un ventilateur d’ordinateur conçu de cette manière ont révélé une réduction de 30 % des émissions sonores, et les tests effectués sur une hélice de bateau ont permis d’augmenter les performances de poussée d’environ 19 %. À l’instar des chercheurs berlinois qui ont mis au point l’hélice à boucle, de plus en plus d’équipes de chercheurs découvrent et appliquent des principes bioniques qui rendent les conceptions conventionnelles plus efficaces.
Le BigRep ONE révolutionne le processus de moulage d’une hélice en réduisant considérablement le temps nécessaire à la production d’un moule initial. « Le modèle d’hélice bionique peut être imprimé en quelques jours au lieu d’être fraisé et façonné à la main pendant des semaines », explique M. Schärfer. « Le processus était traditionnellement laborieux, mais grâce à l’impression 3D à grande échelle, le prototype peut être créé sous une forme unique et homogène. »
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