9.3 KiB
Valve paramétrique adaptable à la réspiration imprimé en 3D
3D Printed parametric respiratory one-way-valve (english version here)
[Version francaise traduite automatiquement avec peu d'éffort de relecture]
Voici la page printables pour ce modèle.
1 - Conception
Nous appelons cette valve unidirectionnelle "respiratoire" parce qu'elle a été conçue pour s'adapter à la faible pression de fissuration requise par les applications liées à la respiration. C'est parce que cette valve à sens unique a été conçue pour s'intégrer à notre masque à gaz open-source imprimé en 3D : distorsion/3D-printed-parametric-gas-mask
Dans ce repo, nous fournissons tous les éléments de la valve (comme décrit ci-dessous), et le corps de la valve (soit 3Dfiles/owv_input_body.stl ou 3Dfiles/owv_output_body.stl selon que vous voulez un filtre à l'entrée/sortie ou non) qui peuvent être intégrés dans votre projet.
1.a - Conception de la membrane
Dans la première conception de la valve unidirectionnelle pour notre masque à gaz, nous avons d'abord utilisé une membrane très souple faite d'une fine couche de silicone. Dans cette conception, la membrane est en fait imprimable en 3D, soit en matériau "normal" (de préférence PETG), soit en filament flexible.
Bien que cela nécessite un diamètre plus grand pour obtenir la faible pression de fissuration, cela permet à la valve de se fermer automatiquement sans pression négative, ce qui est nécessaire pour les applications liées à la respiration car nous n'inspirons et n'expirons pas constamment et il peut y avoir une seconde d'attente pendant laquelle une membrane plus souple ne se fermerait pas et laisserait passer l'air dans le mauvais sens.
L'insert de valve montré ci-dessus (se trouvant au chemin 3Dfiles/owv_membrane_insert.stl) est une fine membrane fabriquée à partir d'un matériau d'impression 3D "normal", la membrane étant une partie avec l'insert fileté qui se visse dans le corps de la valve.
Nous voyons ici la deuxième solution, qui consiste en une membrane légèrement plus épaisse (se trouvant au chemin 3Dfiles/owv_separate_membrane.stl) fabriquée à partir d'un filament flexible (ici en bleu), avec un insert rigide séparé (se trouvant au chemin 3Dfiles/owv_separate_membrane_insert.stl) qui maintient cette membrane.
L'utilisation d'un filament flexible ne présente pas d'avantage majeur, à l'exception d'une pression de fissuration potentiellement plus faible obtenue grâce à un diamètre de valve plus petit.
1.b - Bouchon
Nous fournissons également un insert de bouchon (se trouvant au chemin 3Dfiles/owv_stopper.stl) qui peut être utilisé pour fermer temporairement et complètement la valve unidirectionnelle.
2 - Assemblage
Une fois que vous avez imprimé toutes les pièces nécessaires comme décrit dans la section sur l'impression 3D, l'assemblage se fait simplement en trois étapes :
Nous vissons d'abord la base (se trouvant au chemin 3Dfiles/owv_base_cap.stl) dans le corps de la valve, avec la partie la plus lisse de l'insert (typiquement la partie qui a été imprimée vers le bas) pointant vers la sortie de la valve (où cette face s'interfacera avec la membrane).
Nous vissons ensuite la membrane (l'une ou l'autre des options présentées dans la section sur la membrane) de manière à ce qu'elle soit étanche au bouchon que nous venons de visser.
Enfin, si nous voulons avoir un filtre, nous pouvons maintenant le mettre dans le corps et le maintenir en vissant un autre bouchon (se trouvant au chemin 3Dfiles/owv_base_cap.stl). Ceci peut également être fait de l'autre côté de la valve, où le capuchon et la base (qui sont le même modèle) seront collés ensemble avec le matériau filtrant entre les deux.
3 - Impression 3D
Il n'y a pas grand chose à savoir sur l'impression de cette valve à sens unique : vous pouvez utiliser à peu près n'importe quel matériau, bien que le PETG soit préféré pour la membrane car il est flexible et ne s'usera pas avec le temps.
Lorsque vous choisissez l'épaisseur de la membrane (soit la membrane rigide comme sur l'image de gauche, soit la membrane flexible pour l'image de droite), vous pouvez penser à la hauteur de couche que vous utiliserez, et essayer de découper la membrane avec différents paramètres avant de l'imprimer.
4 - Paramètres
Si vous souhaitez modifier les paramètres de cette conception, vous pouvez éditer le fichier Freecad 3Dfiles/one_way_valve.FCStd, qui est entièrement paramétrique, avec des paramètres présents dans la Spreadsheet.
Si vous voulez/avez besoin de changer des paramètres, nous vous suggérons de jouer avec eux et d'essayer de comprendre l'impact de chacun d'entre eux. Nous n'expliquerons qu'une petite sélection de paramètres importants que vous aurez probablement à modifier.
Nous ne décrirons que quelques paramètres que vous devrez probablement modifier.
4.a - Paramètres structurels
wall_thickness : [par défaut=2.7mm] L'épaisseur de la paroi à travers l'impression (excepté pour le point d'attache de la sangle). Peut être modifié pour rendre l'impression plus forte ou plus faible, mais plus légère et plus rapide à imprimer.
snap_fit_clearance : [par défaut=0.09mm] L'espace libre entre deux objets qui s'emboîteraient difficilement l'un dans l'autre. A également un impact sur le jeu entre les filets.
4.b - Paramètres géométriques
owv_membrane_diameter : [par défaut=40mm] Plus la membrane est grande, plus le flux d'air est important et plus la pression de fissuration est faible, avec l'inconvénient évident d'avoir une vanne plus grande.
owv_membrane_center_thickness et owv_separate_membrane_center_thickness : [par défaut=0.53mm et 1mm] Épaisseur au centre de la membrane (respectivement pour l'insert de membrane et pour la membrane séparée), plus la membrane est épaisse, plus la pression de fissuration est élevée, mais aussi plus la vanne se ferme rapidement lorsque le flux d'air est interrompu. L'épaisseur centrale de la membrane a plus d'impact sur la force de flexion nécessaire pour plier l'ensemble de la membrane.
owv_membrane_side_thickness et owv_separate_membrane_side_thickness : [par défaut=0.3mm et 5mm] Épaisseur latérale de la membrane (respectivement pour l'insert de membrane et pour la membrane séparée). L'épaisseur latérale de la membrane a plus d'impact sur la force de flexion nécessaire pour plier seulement la pointe de la membrane, où passe en fait la plus grande partie du flux d'air.
Licence
Le texte de la licence "Creative Common" est en anglais si dessous pour info :
"3D Printed parametric respiratory one-way-valve" (c) by @distorsion
"3D Printed parametric respiratory one-way-valve" is licensed under a
Creative Commons Attribution 4.0 International License.
You should have received a copy of the license along with this
work. If not, see <https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/>.