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Ciao a tutti,
apro questa nuova discussione per riportare, e avere vostri pareri, suggerimenti, impressioni sui progressi del nuovo progetto che ho iniziato ad intraprendere.Diciamo subito che il progetto riguarda la realizzazione di uno specchio primario parabolico, per un telescopio Newton, di 420mm di diametro e focale di 1900-1950mm o giù di lì. Per ora la super precisione sulla lunghezza focale non mi importa, in quanto la struttura del telescopio ancora non esiste e la potrò adattare di conseguenza.
L’importante è che risulti essere nell’intorno della lunghezza riportata, la quale la trovo un buon compromesso tra facilità di lavorazione, ingombri del telescopio e altezza dell’oculare da terra.Per quanto riguarda la lavorazione intendo eseguire la sgrossatura, la smerigliatura fina e la lucidatura a macchina, mentre la parabolizzazione potei farla a mano in maniera standar, o sempre a mano, ma sfruttando il piano rotante della macchina, o totalmente a macchina usando il metodo di Carl Zambuto.
Per qust’ultima fase di lavorazione avrò modo di pensarci, anche se ad oggi mi incuriosisce, per lo meno provare, la tecnica Zambuto.Per quanto riguarda i test ottici penso proprio che utilizzerò i classici Ronchi e Foucault e poi l’ Hartmann che mi piace molto.
Fatta la panoramica di quella che è la strada che mi piacerebbe percorrere, ecco i progressi che ho fatto fino ad ora:
Blank del primario:
Lo specchio primario l’ho realizzato dopo numerosi tentativi in vetrofusione, durante i quali ho provato a realizzare uno specchio nervato avente una grigliatura sul retro ben precisa, determinata dopo numerosi calcoli e simulazioni strutturali, che però non hanno avuto successo per tutta una serie di problematiche di processo che ho incontrato, come integrità dello stampo alle alte temperature, curve di temperatura, insorgere di cricche nel vetro durante il raffreddamento, e altre mille ancora…
Per cui dopo tutta una serie di tentativi ho optato non per la vetrofusione, ma per un processo di rammollimento, che consiste nel riuscire a portare i vari pezzi di vetro che compongono il blank ad una temperatura per cui iniziano a rammollire/fondere quel tanto che basta perché si attacchino saldamente gli uni agli altri. Seguito poi da un’adeguata curva di raffreddamento per evitare l’insorgere di tensioni interne.
L’idea è stata quella di prendere un disco di vetro di 42cm di diametro e 10mm di spessore e poggiarla sopra ad una sagoma bombata in gesso avente un raggio di curvatura circa uguale a quella che desidero abbia lo specchio finito, così che durante il rammollimento la lastra si adagi sopra assumendo una forma a menisco.
Sul retro di questo menisco poi sono state applicati tutta una serie di pezzi di vetro, opportunamente ritagliati e sagomati in modo da appoggiarsi perfettamente alla curvatura del menisco da una parte e formare un piano dal’altra, oltre a una serie di dischetti forati al centro, che hanno sia la funzione di collegare saldamente tra loro le varie nervature rendendo rigida la struttura, sia come punti di ancoraggio per fissare lo specchio alla cella di supporto.
Ed ecco il risultato:Qui mentre assemblavo i vari pezzi:
Qui appena prima di infornare e appena dopo aver spento il forno, quindi alla massima temperatura (infatti si vede che è un po’ giallino):
e qui il risultato finale:
Tanto per farvi apprezzare la differenza di temperature in gioco, tra il processo di rammollimento e quello di vetrofusione, basta guardare come si presentava il forno appena dopo lo spegnimento dello stesso a quasi 1100°C (bella differenza rispetto al giallino che si vedeva nella foto di prima
):A presto altri sviluppi…ciao
Ciao, grazie Uraniborg…
Speriamo poi che i risultati siano all’altezza…
Ispezione/controllo del bank:
Innanzitutto sono partito con il controllare il blank uscito dal forno, e sembra che la saldatura tra i vari pezzi di vetro sia venuta bene, il basso-fondente interposto tra le varie giunzioni, per facilitare il processo, ha fatto il suo dovere alla grande. Anche battendo leggermente con le nocche delle dita in vari punti del vetro, si sente sempre un rumore bello secco, proprio come ci si aspetterebbe da un corpo unico bello compatto.
Analizzando però la curvatura della superficie superiore, ho notato che evidentemente il disco di vetro non è riuscito ad adagiarsi perfettamente sopra allo stampo bombato in gesso, infatti spostando lo sferometro sopra di essa, in posizioni diverse, si nota facilmente come la lancetta del comparatore si muova continuamente, segno che la curvatura del vetro cambia da punto a punto.
Vabbeh, vorrà dire che la fase di sgrossatura sarà un pochino più lunga del previsto. In teoria non dovrei aver grossi problemi a eliminare tutte queste ondulazioni…
Nel filmato sottostante si può vedere quanto appena descritto:
A presto…ciao
ciao Mirco penso che il “problema”non sia tale ma fisiologico in questo tipo di realizzazioni.
disomogeneità dei materiali,tensioni,modalità di raffreddamento ecc.portino ad non avere una
superficie “perfetta”,cosa da poco. come hai sottolineato il lavoro sarà un pò più lungo.
seguo con molto interesse
Vedo circa cinque decimi e mezzo di ondulazione. A me pare anche poco per il genere di lavoro.
Mirco mi sono perso qualcosa: Cosa intendi per il “basso fondente”? Forse la struttura in calcio-sodico dietro il disco in pyrex?
Ciao Giulio,
si, possono non sembrare molti, ma se riferiti al raggio di curvatura si vede come questo vari tra i 2300 e i 5600 mm. Comunque sia non dovrebbe essere un problema togliere le ondulazioni, l’unica conseguenza di ciò è che il disco superiore non risulterà di spessore perfettamente uniforme, ma ci saranno zone leggermente più spesse e altre leggermente più sottili.Non ci sono pezzi in pyrex nel blank, è completamente costituito da vetro calcio-sodico, tagliato dallo stesso lotto di vetro, per essere il più sicuri possibile che il coefficiente di dilatazione termica dei vari pezzi fossero il più uguali possibili. Accoppiare pyrex e calcio-sodico, non sarebbe possibile (almeno per la mi modesta esperienza) perché hanno coefficienti di dilatazione termica troppo diversi e in fase di raffreddamento si formerebbero prima le cricche e poi si romperebbe tutto.
Il basso-fondente non è altro che un vetro macinato finissimo (polvere) che è poi mischiato con dell’acqua per creare una specie di crema abbastanza densa (se guardi bene nella foto di un post precedente, dove sto posizionando a mano i vari pezzi, noterai una roba bianca tra i vari pezzi di vetro, ecco quello è il basso-fondente). Come basso-fondente si usa un vetro che “fonda” a temperature più basse rispetto ai vetri che si vogliono saldare assieme in modo che ne faciliti il processo. Nel mio caso, sono arrivato comunque ad una temperatura per cui anche senza il basso-fondente i vetri si sarebbero attaccati lo stesso, ma l’ho messo perché da prove fatte precedentemente risultava una saldatura migliore (più resistente ) rispetto al non mettercelo.
P.S: E’ stato importante scegliere tra tutte le polveri di vetro da usare come basso-fondente , quella che aveva lo stesso coefficiente di dilatazione termica dei vetri da unire.
Faccio una piccola digressione, rispetto all’andare dei lavori, per dire due parole sulla struttura del blank.
La posizione finale che ho assegnato alle nervature posteriori, sono il frutto di tutta una serie di prove e idee, che mano a mano ho affinato, fino ad ottenere il risultato odierno.
La simulazione con un apposito software, che mi permette di valutare la deflessione della superficie superiore dovuta al peso proprio del vetro, ha dato il seguente risultato:Come si può vedere, e i colori aiutano in questo senso, la deflessione della superficie superiore varia tra i -1.76nm delle zone in giallino (quelle più alte) e i -5nm delle zone azzurrino (quelle più basse), ovvero una differenza, diciamo P-V, imputabile all’accoppiamento blank-cella di supporto di circa 3-4nm sull’intera superficie, quindi ben più che accettabili.
Non ho tenuto conto della zona centrale più bassa (circa -7nm) perché oscurata dal secondario.A presto…ciao a tutti…
Grazie Mirco. Ho capito. Credo comunque che la fusione delle piccole briciole di vetro avvenga intuitivamente più facilmente e un poco precocemente nel forno, rispetto alle parti di vetro più massicce e poco conduttive, perchè la piccola massa delle briciole e il contorno intimo del calore può portarle forse di poco, ma per prime in temperatura di rammollimento.
Assolutamente si Giulio, hai ragione, le briciole hanno dalla loro un elevato rapporto superficie/volume che tende a farle rammollire prima del resto, tenendo in oltre conto che essendo un basso-fondente comunque rammollisce prima…
Utensile:
Per poter lavorare il blank, già precurvato, non potevo utilizzare un disco di vetro piano, come è usuale fare quando si parte con la lavorazione di due dischi piano-paralleli, ma ho dovuto costruirmi un utensile, bombato, avente la stessa curvatura del blank.
Per il tipo di lavorazione che intendo portare avanti, ovvero sgrossatura e levigatura a macchina, mi è necessario un’utensile avente un diametro pari al 75% del diametro dello specchio, ovvero circa 310mm.
Per realizzarlo ho impastato acqua e gesso da dentisti (offertomi gentilmente dal responsabile del laboratorio del mio dentista di fiducia) in proporzioni 35/100 (ovvero 25% di acqua e 75% di gesso) che ho poi versato all’interno di una forma circolare di cartone, che avevo precedentemente realizzato e appoggiata sopra alla superficie concava del blank, fino ad ottenere uno spessore di circa 3cm.
Una volta che il gesso si è solidificato e asciugato per bene, ho rivestito la superficie posteriore e quella laterale, con un paio di mani di vernice poliuretanica da imbarcazioni, per rendere l’utensile impermeabile all’acqua e proteggerlo dallo sporco.
Per quanto riguarda la parte che sfregherà contro lo specchio con interposto l’abrasivo, ci sono diverse scuole di pensiero o metodi che si possono seguire, c’è chi fa annegare direttamente dentro la colata di gesso tutta una serie di mattonelle di Gres o di dadi esagonali di acciaio:oppure come ho deciso di fare io, incollando dei quadrettini di vetro con della colla epossidica bicomponente.
Come detto, in primis, ho tagliato tutta una serie di quadratini di circa 1,5 cm di lato da una lastra di vetro da 6 mm di spessore, e poi li ho disposti sopra ad un foglio di carta adesiva (nel mio caso scotch) in modo tale da poterli sollevare e disporre tutti assieme sopra la colla una volta spalmata sull’utensile.A questo punto ho mescolato assieme circa 60g di colla epossidica bicomponente, e l’ho spalmata con una bacchetta metallica (P.S: la colla è molto viscosa e si fa fatica a tirare) sulla superficie curva dell’utensile, facendo attenzione a non eccedere dai 5 min di tempo che si hanno a disposizione prima che inizi il processo di cristallizzazione della colla, e ho applicato sopra tutti i quadratini di vetro, pressandoli bene per ottenere un buon incollaggio.
Sul retro dell’utensile, ho infine praticato un foro, dentro il quale ho incollato un inserto in plastica, stampato con la stampante 3D, nel cui interno si innesterà la testa sferica del braccio oscillante della macchina.
To be continued…
Supporto:
L’intera lavorazione dello specchio la intendo realizzare con il blank già montato sulla sua cella, anche perché, per come è fatta la parte posteriore, non sarebbe molto agevole da fissare sul piano di lavoro, non potendolo vincolare con i consueti 3 cunei di lengo.
Infatti per come l’ho pensato fin dall’inizio, all’interno dei fori (diametro 8mm) praticati nel centro di ogni dischetto di vetro presenti nel retro del blank, andrò ad incollare degli inserti di plastica filettati M6, così da poter fissare direttamente i vari triangoli di supporto della cella al blank stesso. Questo mi permette di mantenere lo specchio ben saldo in posizione sopra la cella, impedendogli i movimenti verticali, che laterali (cosa buona se devo lavorarlo a macchina) il che poi mi permetterà di non dover prevedere, ne la cinghia di supporto dello specchio, generalmente necessaria con variare dell’inclinazione del telescopio, ne dei fermi laterali per mantenerlo centrato con l’asse otico.La cella è una classica cella a 18 punti di appoggio, le cui posizioni sono state calcolate già prima di realizzare il blank, con il programmino GuiPlop, e i triangoli di supporti sono stati realizzati in PLA per mezzo di una stampante 3d.
La cella l’ho infine avvitata sul retro del blank con delle viti M6, e ho interposto tra i triangoli di supporto e il vetro dei dischetti di gomma di 1.5mm di spessore. Nonostante questa gomma sia abbastanza rigida, sarà sempre e comunque l’elemento più cedevole della catena e sarà lui eventualmente a deformarsi, lasciando la libertà al vetro di espandersi o contrarsi quel poco che gli serve al variare della temperatura.Gli elementi di supporto infine sono stati montati su una piastra di alluminio di 10mm di spessore, la quale sarà a sua volta vincolata sul piano rotante della macchina. Ogni qual volta che desidero lavare, pulire, fare test, sullo specchio, mi basterà sganciare i fermi che tengono in posizione la piastra di alluminio sul piano rotante, e potrò sportare in blocco tutto l’assieme blank+cella.
Ed ecco il tutto posizionato sul piano rotante della macchina, durante la fase di centratura:Bene, è finalmente arrivata l’ora di iniziare con la smerigliatura grana 80…
a presto e ciao a tutti… Sgrossatura (grana 80):
Finalmente ha avuto inizio la fase di sgrossatura, che sto portando avanti con la grana 80.
Per ora, visto che ci sono le ondulazioni sulla superficie del vetro da lavorare, ho impostato un numero relativamente basso del numero di giri del piatto rotante della macchina, ovvero intorno ai 12 giri/min.
Da notare che non si tratta di una classica lavorazione Fixed post pura, ma ammetto un piccolo spostamento destra-sinistra, nell’ordine di 2-3 cm, dell’utensile per evitare l’eccessiva ripetitività di abrasione in alcune zone tipica proprio del fixed post.
Il debordo dell’utensile rispetto al blank sottostante si aggira intorno al 15% del diametro dell’utensile, quindi all’incirca 47mm, e periodicamente, sia l’estensione della corsa destra-sinistra dell’utensile, sia l’entità del debordo le faccio variare leggermente, in modo da evitare il più possibile la formazione di errori zonali.Mirco, farti i complimenti mi sembra riduttivo, stai facendo un lavoro bellissimo
uno studio sperimentale dalla fusione alla lavorazione di blank nervati( e conoscendoti immagino quanti test e verifiche ne verranno fuori 
) non credo si sia mai visto al di fuori di specifici ambienti professionali o di ricerca.
Seguo e leggo tutto con interesse ed entusiasmo, stai scoprendo una nuova frontiera per tutti i Grattavetro !
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