Conviene investire in un blank migliore?

[fulvio_]

#9939 Giulio Tiberini ha scritto:
…Quei vetri , anche se entry-level dei boro-silicati, hanno sicuramente il vantaggio di un minore coefficiente di dilatazione rispetto al calcio-sodico al variare della temperatura.
E questo ha un modesto risvolto positivo nell’osservazione, ma molto grande soprattutto nel corso della fabbricazione/parabolizzazione…

E’ corretto dire che un vetro con basso coefficiente di dilatazione, poichè mantiene meglio la forma al variare della temperatura ambiente, conserva la forma parabolica e quindi rispetta “meglio” di un vetro ordinario il criterio di Couder?
E’ questo il vantaggio di utilizzare vetri pregiati con basso coefficiente di dilatazione? fare in modo che al variare della temperatura i raggi cadano comunque nella tacca di diffrazione?
Altrimenti quale sarebbe il vantaggio di una minore deformazione? Evitare aberrazioni varie (tipo astigmatismo)? O entrambe le cose?

Grazie

[Giulio Tiberini]

Ciao Fulvio. Benvenuto quì!
LA TUA DOMANDA 1: E’ corretto dire che un vetro con basso coefficiente di dilatazione, poichè mantiene meglio la forma al variare della temperatura ambiente, conserva la forma parabolica e quindi rispetta “meglio” di un vetro ordinario il criterio di Couder?

LA TUA DOMANDA 2:E’ questo il vantaggio di utilizzare vetri pregiati con basso coefficiente di dilatazione? fare in modo che al variare della temperatura i raggi cadano comunque nella tacca di diffrazione?

LA RISPOSTA 1 e 2 è si; Un vetro a basso coeff. di dilatazione termica, al variare della temperatura mantiene la forma impressagli in costruzione. Buona o cattiva che essa possa essere, essa rimarrà invariata.

LA TUA DOMANDA 3:Altrimenti quale sarebbe il vantaggio di una minore deformazione? Evitare aberrazioni varie (tipo astigmatismo)? O entrambe le cose?

RISPOSTA 3: Nessun vantaggio diverso, perchè se nel costruire lo specchio lo si fa astigmatico o malamente aberrato, manterrà quelle caratteristiche indipendentemente dalla temperatura ambiente.

[fulvio_]

Ciao Giulio.
Grazie per la risposta.
In effetti sono iscritto su questo “forum” da alcuni anni. Perciò non mi sono presentato, l’ho già fatto.
Ho letto le tue perplessità riguardo l’utilizzo di vetri “nobili” nella realizzazione di specchi dobson. Perplessità che potrei riassumere nei due punti seguenti:

A. Il vantaggio di utilizzare un black a basso coefficiente di dilatazione è solo di chi realizza l’ottica a livello industriale, non dovendo attendere il raffreddamento e la stabilizzazione del vetro per effettuare le misurazioni a seguito di lavorazioni. Per l’autocostruttore amatoriale cambia poco, poichè il tempo non è denaro bensi’ “divertimento”.

B. lo specchio, di qualunque materiale sia fatto (dal calcio-sodico al vetroceramico), soffre comunque la turbolenza del tubo. Questa tua perplessità l’ho ritrovata pari pari sul sito del costruttore Nauris. Riporto la traduzione:
“Se si desidera utilizzare la vetroceramica al posto del vetro borosilicato a causa del suo basso coefficiente di espansione termica, tenere presente che: gli specchi di piccole e medie dimensioni non sono limitati dalla deformazione della superficie al variare della temperatura, ma dalla turbolenza immediatamente davanti al superficie dello specchio. Questa turbolenza è alimentata dalla grande massa termica dello specchio primario ed è mantenuta dalla temperatura in calo durante la notte. In realtà Zerodur ha questa turbolenza allo stesso livello di qualsiasi altro vetro di questa dimensione. Che cosa inizialmente sembra vantaggioso – nessuna espansione termica di Zerodur – è in pratica annullata dal molto più dannoso rilascio di calore sotto forma di turbolenze a causa dello specchio primario come serbatoio di calore. Come priorità assoluta, dovrebbe essere scelto uno specchio il più sottile possibile. Solo allora dovresti pensare di impiegare una qualità del substrato migliore di quella fornita dal vetro borosilicato.”

Ma allora, perchè utilizzare un vetro “pregiato”? Al netto delle risposte già ricevute, non mi è chiaro.
C’è qualche vantaggio per l’utilizzatore finale?
Alcune considerazioni che ho letto o che ho ricavato da me. Mi piacerebbe un tuo/vostro parere, e tutto ciò che vorrai/vorrete aggiungere.

1. “Un vetro si contrae quando passa dal caldo al freddo e lo fa in modo disomogeneo dal centro al bordo. Più è grande il vetro, più è facile notare la variazione di temperatura perché ci mette più tempo.
Però non finisce qui.
E’ facile che il vetro “segua” gli sbalzi di temperatura e che produca schifezze (visibili meglio) in intra ed extra”
Sono considerazioni non mie. Se vero, tuttavia, uno specchio con vetro a basso coefficiente restituirebbe immagini “meno deteriorate” al variare della temperatura nel corso della nottata osservativa.

2. Un vetro “nobile” ha un’amalgama migliore, proprio a livello di materiale. Quindi non presenterebbe bolle, striature. E magari ridurrebbe la possibilità di presenza di scaglie sorde, tensionature… etc. In definitiva, un materiale “migliore” garantirebbe un risultato finale migliore.

3. Un vetro nobile (quindi “più duro”) facilita alcune fasi della lavorazione (come la lucidatura) e consente una lucidatura non ottenibile con materiali poveri. Ciò implica il raggiungimento di standard ottici migliori.

4. Non mi è chiaro se un vetro con basso coefficiente di dilatazione, raggiunge prima l’equilibrio termico con l’ambiente. Se si, lo strato limite sarebbe ridotto.

5. Un black a basso coefficiente (o comunque specifico per ottica) si deforma meno. Ergo, nella realizzazione di uno specchio, a parità di diametro si potrebbe usare uno spessore inferiore senza perdere in rigidezza.

Insomma, un pò di pensieri in libertà.
Mi piacerebbe capirci qualcosa.
In definitiva, conviene investire in un blank migliore?

Mi spiace aver inquinato questo thread. Comunque è fermo da un pò e ho visto che è possibile aprire nuove discussioni solo se inerenti a un nuovo progetto di autocostruzione.
Le mie sono semplici curiosità di un appassionato/interessato all’argomento.
grazie

[Massimo Marconi]

Ciao Fulvio, puoi aprire tutte le discussioni che vuoi, è sempre preferibile aprirne una nuova per una migliore visibilità dell’argomento quando è diverso dalla discussione in cui è inserito. Peraltro questo argomento, mi sembra ricco di spunti interessanti e perciò lo spostiamo in un thread dedicato

[fulvio_]

Grazie Massimo!

[Giulio Tiberini]

Ciao Fulvio.
7 Domande = 7 risposte:
Premetterei che tutto l’argomento “vetro blank per telescopio”, si inquadra più nel vasto dilemma della sua “Disponibilità – Costi – Benefici”, perchè è difficile trovare lo spessore maggiore di 20mm, e il costo di un blank aumenta anche solo per questo motivo; inoltre i benefici hanno un costo che diventa assai importante e spesso ingiustificato, se non dalla domanda da parte di chi non ha mezzo di conoscere se tecnicamente le realtà a confronto siano sostanziali oppure “di nicchia “marginale”. E infatti tali benefici di acquisto di un costoso blank sono quasi sempre una fregatura perchè molto spesso invisibili, quantomeno che chi osserva in modo visuale.

Quindi per realizzare uno specchio, il maggiore spessore commerciale è di 20mm (ad esempio per una cifra intorno ai 120 euro, per una coppia di vetri tondi diametro 305mm, uno per lo specchio e uno per l’utensile,) quello spessore non permette di salire troppo col diametro del blank, perchè con l’aumento del diametro aumenta l’altezza dal suolo dell’oculare del telescopio, e quindi per contenerlo occorrerebbe diminuire il rapporto focale. Ma diminuendolo, la parabola da scavare nel vetro diventa profonda, assottigliando al centro lo specchio già sottile da grezzo. Problema che oggi si tenta sperimentalmente di aggirare facendo afflosciare il blank su una base-stampo refrattario parabolico, realizzando un menisco, con nuovi problemi di lavorazione e utilizzo.

Nell’acquisto di un più costoso blank per realizzare uno specchio diciamo fino al diametro 300mm, altrettanto realizzabile con dischi di vetro normale in spessore 19mm, siamo quindi nelle stesse parallele condizioni per lo più emotive, di chi deve per forza acquistare qualcosa che lo faccia sentire psicologicamente “bene” e protetto. nel fare un importante investimento per esempio ambientale, che in realtà in quel caso di ugualmente difficile decisione, soddisfarrebbe il venditore, ma nel tempo renderebbe economicamente assai poco conveniente l’investimento, o lo renderebbe sempre meno redditizio del pattuito (vedi chi lo ha fatto anni fa nel fotovoltaico, o chi acquista l’auto completamente elettrica che finisce per favorire le centrali nucleari degli stati adiacenti, costruite prossime al confine “del cliente”).

Per risponderti mi viene comodo farlo riportando le tue domande:

Domanda 1. Il vantaggio di utilizzare un black a basso coefficiente di dilatazione è solo di chi realizza l’ottica a livello industriale, non dovendo attendere il raffreddamento e la stabilizzazione del vetro per effettuare le misurazioni a seguito di lavorazioni. Per l’autocostruttore amatoriale cambia poco, poichè il tempo non è denaro bensi’ “divertimento”.
Domanda 2. lo specchio, di qualunque materiale sia fatto (dal calcio-sodico al vetroceramico), soffre comunque la turbolenza del tubo. Questa tua perplessità l’ho ritrovata pari pari sul sito del costruttore Nauris. Riporto la traduzione:
“Se si desidera utilizzare la vetroceramica al posto del vetro borosilicato a causa del suo basso coefficiente di espansione termica, tenere presente che: gli specchi di piccole e medie dimensioni non sono limitati dalla deformazione della superficie al variare della temperatura, ma dalla turbolenza immediatamente davanti al superficie dello specchio. Questa turbolenza è alimentata dalla grande massa termica dello specchio primario ed è mantenuta dalla temperatura in calo durante la notte. In realtà Zerodur ha questa turbolenza allo stesso livello di qualsiasi altro vetro di questa dimensione. Che cosa inizialmente sembra vantaggioso – nessuna espansione termica di Zerodur – è in pratica annullata dal molto più dannoso rilascio di calore sotto forma di turbolenze a causa dello specchio primario come serbatoio di calore. Come priorità assoluta, dovrebbe essere scelto uno specchio il più sottile possibile. Solo allora dovresti pensare di impiegare una qualità del substrato migliore di quella fornita dal vetro borosilicato.”
Ma allora, perchè utilizzare un vetro “pregiato”? Al netto delle risposte già ricevute, non mi è chiaro.
C’è qualche vantaggio per l’utilizzatore finale?
Alcune considerazioni che ho letto o che ho ricavato da me. Mi piacerebbe un tuo/vostro parere, e tutto ciò che vorrai/vorrete aggiungere.

Risposta 1 e 2: Un grande vantaggio immediato è il risparmio di tempo industriale, ma a livello professionale, o comunque per un astrofilo con esigenze di visione planetaria ad alto ingrandimento, che abbia imparato a ottenere una veloce acclimatazione dello specchio, c’è il vantaggio che l’ottica acclimatata rimane meno sensibile al variare della temperatura del luogo di osservazione.
Domanda 3  “Un vetro si contrae quando passa dal caldo al freddo e lo fa in modo disomogeneo dal centro al bordo. Più è grande il vetro, più è facile notare la variazione di temperatura perché ci mette più tempo.
Però non finisce qui.
E’ facile che il vetro “segua” gli sbalzi di temperatura e che produca schifezze (visibili meglio) in intra ed extra”

Sono considerazioni non mie. Se vero, tuttavia, uno specchio con vetro a basso coefficiente restituirebbe immagini “meno deteriorate” al variare della temperatura nel corso della nottata osservativa.

Risposta 3: Sfiderei qualunque occhio umano con tutti i suoi propri difetti, a distinguere, guardando uno stesso oggetto all’oculare di due telescopi uguali e affiancati, quale di due specchi acclimatati sia quello in vetro normale, e quale sia quello in borosilicato.

Domanda 4. Un vetro “nobile” ha un’amalgama migliore, proprio a livello di materiale. Quindi non presenterebbe bolle, striature. E magari ridurrebbe la possibilità di presenza di scaglie sorde, tensionature… etc. In definitiva, un materiale “migliore” garantirebbe un risultato finale migliore.
Risposta 4: Direi che un vetro migliore potrebbe portare a un risultato migliore, ma non sempre riscontrabile a occhio.
Nel senso che un vetro assai curato è di qualità migliore, che fa spendere un poco di più va certamente bene. Ma tutte quelle ulteriori cure non devono portarlo ad un divario di prezzo esorbitante, considerando che il vetro è una massa fusa che non avendo struttura cristallina non può presentare predisposizione a formare scaglie sorde in lavorazione, perchè è l’abrasivo grossolano a creare quelle fratture in qualsiasi vetro. E perchè il vetro è fisicamente parlando, di fatto un liquido con viscosità quasi infinita a temperatura ambiente. Quindi la massa vetrosa, indipendentemente dalla sostituzione di uno o due ingredienti come il boro a sostituire calcio-sodio, non cambia la sostanza fisica della massa vetrosa.
Il problema semmai, in un tempo molto antico, poteva essere quello di tensioni nel raffreddamento oggi inesistenti, oppure di inclusioni di bollicine d’aria nella massa vetrosa fusa non sotto vuoto, che nella solidificazione non riuscivano a raggiungere la superficie di risalita, e che nella lavorazione potevano lasciare un buco nella superficie grattata. Ma con la tecnologia della produzione del comune vetro float (la cui lastra laminata si raffredda lentamente galleggiando su un letto di stagno fuso a circa 230 gradi) è un problema scomparso, che rimane presente sono nei blank di spessore desiderato maggiore di quello commerciale standard di 19mm, se è il privato che si fonde un blank a casa sua, partendo da rottami di vetro normale, oppure boro silicato
Domanda 5: Un vetro nobile (quindi “più duro”) facilita alcune fasi della lavorazione (come la lucidatura) e consente una lucidatura non ottenibile con materiali poveri. Ciò implica il raggiungimento di standard ottici migliori.
Risposta 5: Un vetro borosilicato è meno “duro” del vetro calcio sodico, nel senso che è più facilmente “grattabile” e aggredibile dagli abrasivi. Ma è una diversità del tutto ininfluente nella lavorazione e sulla qualità finale
Domanda 6: Non mi è chiaro se un vetro con basso coefficiente di dilatazione, raggiunge prima l’equilibrio termico con l’ambiente. Se si, lo strato limite sarebbe ridotto.
Risposta 6: Il potere di trasmissibilità del calore del vetro, è purtroppo bassissimo ed indifferenziato dalla sua quasi uguale composizione chimica.
Domanda 7: Un blank a basso coefficiente (o comunque specifico per ottica) si deforma meno. Ergo, nella realizzazione di uno specchio, a parità di diametro si potrebbe usare uno spessore inferiore senza perdere in rigidezza.
Risposta 7: No. Il vetro di qualsiasi tipo rimane un liquido con viscosità praticamente infinita, e quindi sostanzialmente soggetto comunque a deformazioni imposte dalla forza di gravità dovuti alla sua natura mancante di struttura cristallina. E’ la cella dello specchio che deve fornire il supporto necessario, e che giustificava un tempo uno spessore di 1/7 del diametro , poi ridottosi a 1/15 del diametro in tempi moderni con le celle progettabili con Gui-Plop. Ma Mel Bartel (vedi link) ha realizzato specchi in grande diametro e spessore anche molto inferiore, anche se solo testati con il terribile, povero Ronchi o con l’inadeguato Foucault,e quindi “buoni per chi si accontenta”.
https://www.bbastrodesigns.com/largthin.html

Insomma, un pò di pensieri in libertà. Mi piacerebbe capirci qualcosa.
In definitiva, conviene investire in un blank migliore?

Risposta conclusiva: Secondo me, agli inizi non conviene cercare il pelo nell’uovo.. E lo capisci se vedi il filmato di John Dobson, del come ha realizzato il telescopio 400F6. Ti rendi così conto che qualsiasi scelta economica alla propria portata è buona per iniziare senza rischio. https://www.grattavetro.it/auto-costruzione-di-specchio-e-telescopio-o400mm-f6-con-video-tutorial-di-john-dobson-parlato-in-italiano/

[fulvio_]

Ti ringrazio per avermi risposto, esaurientemente, e punto per punto!
In definitiva, comprendo che il costo esorbitante di certi vetri non va a braccetto con un corrispondente guadagno prestazionale dell’ottica.
Ne deduco che, più che il tipo di vetro utilizzato, conviene porre estrema cura nella progettazione e realizzazione di una cella adeguata. In modo da ridurre lo spessore e, conseguentemente, lo strato limite (in ragione di una minore massa vetrosa)!
Avevo già visionato il video di J. Dobson, e anche i lavori di Mel Bartel. Grazie comunque per i link.
Mi ripropongo di studiare un pò le celle, cominciando dall’articolo su Gui-Plop presente qui sul sito.
A volte un consiglio saggio e disinteressato può dare l’indicazione della strada da seguire.
Grazie ancora

[Giulio Tiberini]

[Autore]

Post