FDM工艺翼型水平小转子风机结构

第一次打样时叶片根部层纹错位0.2mm，动平衡测试抖得整个打印平台都跟着震，后来把叶片与轮毂衔接处的圆角从R0.8调到R1.5，才解决了FDM堆叠时的应力集中问题。选Wortmann fx63-137翼型不是跟风，是之前做小型风能装置实训时，发现低风速下常规翼型启动力矩根本带不动负载，1m/s的启动风速要求卡了快两周，翻了半本翼型手册才锁定这个翼型的升阻比参数。做曲面的时候没直接用放样扫掠，是把翼型坐标点逐段导入后调整弦长分布，靠近轮毂的位置弦长缩短12%，叶尖处做了1.2度的负扭转，之前没做扭转的时候400r/min额定转速下功率系数才0.21，反复调了三次扭转角才摸到0.3的设计值。跨软件转STL的时候一开始网格公差设成0.1，导出来的导风筒曲面有破面，切片的时候出现了好几处悬空断层，后来把网格细化公差调到0.03，又手动补了导风筒进出口的衔接面，才避免了打印时的支撑残留。材质选PLA不是图便宜，是之前试PETG的时候叶片冷却变形，叶尖摆幅超了0.5mm，PLA的冷却收缩率更稳定，打出来的叶片形位公差能控制在0.1mm以内，做动平衡的时候只需要在轮毂内侧贴0.1g的配重块就能达标。导风筒的网格线架不是随便画的，是按照气流扩散角12度做的渐扩段，之前做等径直筒的时候出口气流紊流度太高，能量损失快，把筒身做成渐扩后，相同转速下出风口的风速均匀性提升了18%。一开始叶片数选了6片，后来测试发现5片的时候在低风速下的启动力矩更大，而且叶片之间的气流干涉更小，把叶片厚度从1.8mm减到1.2mm，既减轻了转子重量，又没降低结构强度，300小时连续运转测试没出现叶片形变。