Interesante trabajo de Mike Davis, potencialmente utilizable por entusiastas italianos interesados
La escalada hacia la construcción amateur de telescopios reflectores dobsonianos newtonianos cada vez más potentes (gracias a lentes de espejo parabólico de diámetro cada vez mayor que intentan contener su peso) choca de frente con algunos problemas técnicos que crecen exponencialmente con respecto a los beneficios brindados.
De hecho, se observa que:
- El beneficio dada por la necesidad de construir espejos de gran diámetro, y posiblemente de tipo aligerado para contener los costos y el peso del telescopio, choca con aumentar la altura desde el suelo donde se ubicará el ocular. Altura que está determinada por la distancia focal, por importante que sea, incluso si está contenida en solo tres o cuatro unidades, múltiplo del diámetro del espejo, con el riesgo de tener que alcanzar el ocular mediante escaleras largas y ligeras de dudosa seguridad debido a su considerable tamaño.
- El beneficio de un gran espejo de corta distancia focal, choca sin embargo, siempre y en cualquier caso con un proceso de parabolización común y muy difícil de su superficie reflectante, debido al gradiente de crecimiento cuadrático de la pendiente parabólica de la curvatura, gradualmente desde la profundidad de la flecha hasta el centro del espejo, se eleva hasta el borde de la superficie en blanco. Por lo tanto, siempre es un proceso que solo se puede llevar a cabo con herramientas con un diámetro fraccionario pequeño en comparación con el del espejo., todos los cuales trabajando localmente, creando discontinuidades de curvatura con respecto a la parábola de referencia que son difíciles de conectar sin exceder la tolerancia de aceptabilidad cualitativa de 68,75 nanómetros, diferencia entre pico y valle en el cristal, de la máxima rugosidad de la superficie, en desviación de la parábola teórica tomada como referencia constructiva, que es el límite de "nivel de entrada" de un espejo de "difracción limitada" dado por la calidad de reflexión de una onda de luz Lambda / 4 de luz verde.
- El beneficio de un gran espejo de corta distancia focal, choca sin embargo, con un procesamiento convencional muy pesado de desbaste y excavación inicial con abrasivos de un tazón profundo "flecha", o casquete esférico, dentro del disco de vidrio en bruto cuyo espesor debe poder contenerlo, Finalizar el espejo parabólico en un disco cóncavo plano de espesor asimétrico con un centro más delgado que el borde..
La máxima facilitación sorteando la mayoría de las dificultades expresadas en estos tres puntos, ciertamente vendría de la creación de un espacio en blanco de vidrio crudo, en un horno de fusión rotatorio, obtener con su enfriamiento en rotacion, una superficie parabólica generada automáticamente por la fuerza centrífuga que actúa sobre la masa de la masa fundida real. De hecho, es el método utilizado para producir los telescopios profesionales más grandes de la actualidad.,. Pero un horno rotatorio que alcanza la temperatura de más de mil grados necesaria para la fusión del vidrio, ciertamente no es un método amateur.
Por tanto, quedaría la posibilidad de aliviar en gran medida los problemas al menos de los puntos 1 y 3, curvar una placa de vidrio plana, para generar un espacio en blanco en forma de menisco, en un horno de ablandamiento a unos 800 ° C, provocando su colapso sobre una base refractaria convexa con curvatura parabólica, haciendo que la pieza de vidrio asuma la superficie parabólica cóncava complementaria.
Un blank a menisco, contrario a un blanco convencional, tiene la ventaja de no tener que ser excavado, y tener un espesor único y uniforme, potencialmente más delgado y liviano que el de un espacio en blanco tradicional. Y, por lo tanto, el procesamiento residual sería en cualquier caso solo suavizado. pulido y parabolización de lo que será la superficie reflectante, que como vidrio crudo ya está potencialmente cerca de la forma parabólica definitiva. En cualquier caso, está mucho más cerca que cualquier otra pieza en bruto de menisco realizada al colapsar sobre un molde generado de forma diferente al de la centrifugación.
Una desventaja del menisco en comparación con un espejo cóncavo plano., en cambio viene dado por la necesidad de apoyarlo en su curvatura trasera para adaptar su soporte, tanto para un correcto y firme contraste con las presiones y el proceso de trabajo, especialmente ese manual involucra. Y ambos por un correcto apoyo en su celda, para no deformarse mientras está en su lugar en el telescopio, en las diversas estructuras que asumirá en su objetivo. Y sobre el estudio de esta actitud se puede encontrar aquí un trabajo interesante.: http://strock.pi.r2.3.14159.free.fr/Ast/Art/Menisque.html
que dicho, la acción inicial a tomar en esa dirección es preparar la forma convexa en material refractario, sobre el que posteriormente colapsar un vaso plano en el horno a unos 800 ° C, transformándolo en el menisco deseado.
Forma convexa que proviene de una fundición., por ejemplo en yeso refractario para trabajos de vidrio, dentro de un molde cóncavo que a su vez se puede realizar de diferentes formas.
Entre estas diferentes formas de realización, el mas convincente, la de la fundición centrífuga a temperatura ambiente de resina epoxi de un molde cóncavo, cuya velocidad de rotación determina automáticamente la superficie parabólica dura deseada.
En este sentido,, El procedimiento propuesto por Mike Davis en el siguiente video de You Tube es muy interesante., que comentario en este texto, para eliminar las dificultades de entender la banda sonora en inglés:
La fundición centrífuga en el trabajo de Mike se ve realizada sobre un disco giratorio de madera contrachapada con un borde de contención., usando una resina epoxi transparente, elección de un grado que tenga un tiempo de curado prolongado, para evitar las grandes deformaciones que puedan derivarse de una polimerización rápida y siempre muy exotérmica.. En el video, el trabajo se desarrolla al aire libre., donde el motor de la "plataforma giratoria" está instalado en una plataforma bien nivelada con tres pies ajustables.
Mike dice que la novedad de este trabajo es la regulación electrónica precisa de la velocidad de rotación en revoluciones por minuto del motor "tocadiscos"., con el objetivo de obtener la curva parabólica del diámetro de un telescopio 406 F3.5.
Valor de rotación que Mike no declara, pero afirma haber encontrado experimentalmente (Sin embargo, la velocidad se puede calcular contando las revoluciones en la película.).
(Sin embargo, al final de este artículo, he incluido una nota de ejemplo para calcular la velocidad de rotación precisa para obtener una superficie parabólica de acuerdo con la distancia focal deseada.).
El diámetro exterior de la tabla de madera es de aprox. 7 cm mayor que el del espejo diámetro 406cm, debido a la presencia del escalón necesario para albergar la correa de caucho anti-corrientes, que actúa como una presa de contención para la fundición epoxi.
Minuto 2,27 de la película:
encolado de resina, la fuerza centrífuga de la rotación la organiza automáticamente en forma de parábola cóncava desde el centro hasta el borde, va a encontrar el equilibrio estable determinado en la Tierra únicamente por la gravedad y la velocidad específica de rotación.
La atención prestada a este trabajo que se realizó al aire libre, era cubrir el molde rotatorio de la resina, para evitar que en su superficie de consistencia miel, Se depositaron escombros y polen transportados por el viento.
En un evento anterior, Mike había vertido el casting moviéndose radialmente, luego ayudando con una espátula a esparcir la resina que cubre la superficie. Mientras que en este video, en cambio, hizo el casting en el centro., dejando la tarea de hacer que la fundición llegue al borde a la fuerza centrífuga.
Otra alteración de la calidad de la superficie lisa de la resina moldeada., viene dada por la presencia en la masa de la fundición de burbujas de aire incorporadas en la operación manual de mezcla resina-catalizador, que debe hacerse con continuidad insistente durante un período de unos minutos, aunque no de forma excesiva para limitar la incorporación de aire.
Estas burbujas de aire se elevan muy lentamente en la densidad melosa de la fundición., y solidificarse en el cabello arruinaría su suave brillo.
Mike los ve aumentar en transparencia después de aproximadamente un cuarto de hora desde el inicio del casting..
Así que vale la pena vigilarlos, acelerando su aparición y desaparición como se ve a Mike haciendo localmente, con pasadas amplias y rápidas de la llama de un soplete de gas, que es evidentemente capaz con calor localizado, para poner a cero instantáneamente la viscosidad haciéndolos explotar en la superficie, sin cambiar demasiado la tendencia general de polimerización.
Minuto 6,00:
Mike al observar el casting en rotación, todavía nota la presencia de un área en el borde, en forma de media luna en la que aún no ha llegado la resina. Podría empujarlo con la espátula, pero decide darle más tiempo a la resina para que se expanda, y siempre va a tapar el plato giratorio con la tabla para evitar caídas llevadas por el viento.
Minuto 6,42:
Echale un vistazo, y observe que todavía hay un "punto" en el borde donde la resina no ha llegado, mientras que en lo que a eliminación de burbujas se refiere, cree que esperará un poco más 10 acta (probablemente todavía los nota demasiado profundamente).
(NOTA: Esta observación de la lentitud de expansión de la fundición hasta el borde arriesga de hecho cierto astigmatismo de la superficie reflectante, recomendaría la precaución de no tomar demasiado tiempo para "ayudar" a que la resina "moje" aunque sea mínimamente toda la superficie, sin nuestra ayuda amontonándola en el borde. Esto es para dejar la tarea específica así facilitada a la fuerza centrífuga., para uniformar el espesor de la resina en forma parabólica, antes del tiempo de polimerización lo previene con un aumento significativo de la viscosidad en el camino al secado de la resina).
Al minuto 7,17, gastado 15 minutos desde el inicio del casting, Mike decide abordar la eliminación de las burbujas que aún quedan en la superficie bajo la tensión superficial de la resina., haciéndolos emerger y desaparecer "mágicamente" con el ya mencionado “incendiado” de la pistola de gas.
Mike comprueba y exclama que le parece imposible tenerlos todos con un solo clic de la pistola de gas, señalando que esta será probablemente la mejor superficie que haya obtenido.
Tardará unas horas más de tiempo acompañadas de la rotación, para poder detenerlo solo cuando se obtenga una polimerización perfecta.
Minuto 8,41 de la película:
mi’ el tiempo en el que parece haber terminado el secado de la resina epoxi, ya que la espátula mezcladora de resina-catalizador permaneció pegada al recipiente de mezcla de resina plástica; Pero, de hecho, la rotación del molde se detuvo, la superficie parabólica todavía está pegajosa. Mike luego decide cubrir el casting y esperar al día siguiente..
Minuto 9,15:
Quedan algunas burbujas en la superficie que Mike pasó por alto, que, sin embargo, no los considera preocupantes.
Mike todavía espera la finalización del secado de la fundición durante un día adicional..
Minuto 9,39:
Al día siguiente, Mike encuentra que la superficie del molde de resina es dura como una piedra y ya no es pegajosa..
Luego mida la flecha parabólica con un travesaño de metal equipado con un comparador centesimal, incluso si solo mide 13,75 "de largo (349mm) y no los 406 mm del diámetro útil del molde. Girar la barra transversal en la superficie, en realidad encuentra algunas centésimas de mm de leve astigmatismo, que, sin embargo, teme que provenga de la respuesta en contracción de la superficie del fondo de madera contrachapada.
Sin embargo, Mike cree que todo el trabajo actual puede caer dentro de la tolerancia de un espejo de 406 mm de diámetro con una relación focal de F3,75. , por lo tanto, con una flecha de parábola un poco más superficial que la relación focal F3.5 que era su objetivo.
Mike cree que este ligero defecto de curvatura puede deberse a un pequeño error en la velocidad de rotación de su plato giratorio., ajuste un poco más lento de lo necesario para satisfacer el deseo de curvatura parabólica con una relación focal F3.5.
Por tanto, concluye que sustancialmente los valores detectados están muy cerca del deseado., y por lo tanto no justificaría la repetición del experimento de fundición centrífuga, el error se puede corregir por completo con un mínimo de trabajo de corrección adicional en el menisco en blanco que se obtendrá, Sin embargo, la corrección siempre es necesaria para que el pulido y la parabolización tiendan a la perfección..
Nota sobre el cálculo de la velocidad de rotación en revoluciones por minuto (RPM) para obtener un molde parabólico de la distancia focal deseada expresada en metros (Lfmetro)
La fórmula a aplicar se obtiene de la siguiente relación:
g = 2 * Lf *w2
Paloma:
sol = aceleración de la gravedad terrestre expresada en metros por segundo al cuadrado = 9,81 (m * seg2)
w = pulsación de la velocidad de rotación, expresado en radianes por segundo
Lf = distancia focal también expresada en metros
entonces 9,81 = 2* Lf *w2 simplificando con una división por 2 de ambos miembros se convierte en 4,905 = Lf *w2
que llevar a la izquierda w se convierte w = raíz de (4,905 / Lf)
Ahora insertando la distancia focal Lf del espejo de la película en la fórmula, que tiene un diámetro de 406 mm o 0,406 metros, con relación focal F3.5, obtienes la distancia focal Lf = (0,406*3,5)= 1,421 metros
Entonces la pulsación será w = Raíz de (4,905/ 1,421) = raíz de (3,451) = 1,8579 radianes por segundo
Para convertir ahora el pulso de 1,8579 radianes por segundo, en revoluciones por minuto, sabemos que están en una esquina 6,28 radianes; De ahí la velocidad angular de 1 radianes por segundo corresponde a (60/6,28) = 9,55414 revoluciones por minuto, o rpm.
por lo tanto 1,8579 * 9,55414 = 17,75 rpm
en conclusión, para generar, de acuerdo con esa fórmula, una superficie parabólica con un diámetro de 406 mm con una relación focal de F3.5, con un centrifugado "centrifugado" de resina epoxi, es necesario rotar el molde hasta que esté completamente seco, en un rango de 17,75 rpm
fin de la nota