Witt und Sohn

AVANTAGES & INCONVÉNIENTS DES DIFFÉRENTES CONCEPTIONS DE PALES EN ALUMINUM


Introduction

Dans la première génération de pales de ventilateurs axiaux moulées en aluminium, on utilisait entièrement de l'aluminium. Une bonne forme aérodynamique pouvait être obtenu grâce au moulage mais l'aluminium a quelques faiblesses. Les valeurs de résistance à la traction et de limite élastique sont beaucoup plus faibles que pour l'acier. La résistance de l'aluminium diminue fortement à des températures légèrement élevées et l'aluminium commence à se dilater. Pendant le moulage des cavités, des fissures et d'autres défauts de moulage se produisent souvent. Plusieurs peuvent être détectés par rayon X, d'autres passent au travers.

Même si l'on utilise de l'aluminium forgé, ca ne change pas le fait que l'aluminium en tant que matériau a un point de fusion assez bas et devient mou à des températures beaucoup plus basses que l'acier.

Par conséquent, les générations suivantes d'aluminium moulé se sont inspirés de Mère Nature. Les entités primitives, comme les méduses ou les vers, et les premières générations de pales de ventilateurs axiaux sont moins résistantes à coeur. Les entités plus développées, comme les mammifères, et les dernières générations de pales de ventilateurs ont une armature constituée d'un matériau plus résistant.

La couche extérieure en aluminium moulé est utilisée pour donner une bonne forme aérodynamique. L'armature intérieure est utilisée pour assurer la résistance, même à haute température, comme par exemple dans les extractions de fumée d'urgence. Ainsi, une température de 400°C par exemple n'est pas nuisible à l'acier alors qu'à cette température l'aluminium n'a presque plus de résistance mécanique.

A travers le temps, le squelette des pales de ventilateurs a été développé dans différentes formes, chacune optimisée pour différentes fonctions. La plupart des formes de squelette conçues pour accrocher et retenir l'aluminium, qui est plus mou à hautes températures, ressemble à des sapins de noël, qui est le nom couramment utilisé chez witt&sohn AG pour les squelettes en acier des pales de ventilateurs axiaux.

Différentes conceptions de pales en aluminium

Il y a les deux conceptions principales de pales en aluminium suivantes :

Pour les pales de type B, il existe différentes méthodes pour fixer la pale :


Procédé de moulage et problèmes

Le plus compliqué dans un moulage est le risque important de défaut de moulage (par exemple pour les pales moulées en une seule pièce) ou le risque d'avoir une pale trop fine (par exemple les longues pales). Dans les deux cas, des contrôles et examens supplémentaires (par exemple rayon X) sont une garantie pour éviter les futures casses des pales dues à des défauts invisibles du moulage.

Résistance de l'aluminum (spécialement à hautes températures)

Ces dernières années, les besoins des pales axiales ont augmenté de plus en plus concernant :

Si on compare l'aluminium primaire et l'acier faiblement allié, l'aluminium primaire est beaucoup plus résistant à la corrosion que l'acier mais concernant la résistance des matériaux, la limite élastique est seulement le tiers de celle l'acier (~ 70 MPa à 20° au lieu de ~ 235 MPa pour l'acier). De plus, cette limite élastique diminue énormément à hautes températures : au-dessus de 300°C, l'aluminium n'a plus de limite élastique alors que celle de l'acier n'a presque pas diminué.

Tableau de comparaison final des différentes conceptions

Final comparing table

Conclusion : Les pales de type B (pales en aluminium moulées sur un squelette) peuvent être plus contraintes mais elles sont aussi les plus chers.