Cell-X

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

I dag fik vi afleveret vores blank hos Jens. Det er jo altid hyggeligt at komme til Egeskov for at se, hvad der er sket siden sidst.
Til ATM-møde hos Lars sidste år, havde han nogle af de mekaniske dele med til en polermaskine, som han var i gang med at fremstille, og nu kunne vi så se den i virkeligheden.
Den kører fint med et minimum af støj.

Det bliver interessant at se, hvordan projektet skrider frem. Vi var selvfølgelig også en tur ovre i observatoriet for at se hans 14″ SCT på den nye opstilling. Der er rigtig god plads i observatoriet

Nå, men hovedformålet var jo at aflevere vores 370 mm blank. Dommen var, at den umiddelbart så fin ud, men så kom vi til at tale om spændinger i glas, så vi kiggede på nogle af de glas, som Jens havde liggende. Spændingerne kunne man tydeligt se ved at holde glassene op foran pc-skærmen og betragte dem gennem et polarisationsfilter. Nogle så helt jævne ud, men andre havde tydelige mørke spor med forskelligt udseende. En perfekt blank er helt jævn over hele fladen.

Så var der en som foreslog, at vi også lige skulle tjekke vores blank, som jo havde gennemgået en langsom nedkøling, så den skulle helst være fejlfri.

Den var langtfra perfekt. Man ser tydeligt et mørkt vandret bånd øverst på glasset, og nede omkring midten er der også nogle mørke linjer.
Det var ikke det vi havde forventet at se, for spændinger kan give problemer både rent styrkemæssigt, men også med billedgengivelsen, hvor stress i glasset vil kunne ændre spejlets facon ved skiftende temperatur.

Nu skal opdagelsen forelægges vores leverandør, som ikke har fået det produkt, som han har bestilt på glasværket. Af fakturaen fremgår det, at der er beregnet 43 Euro for “fine cooling”.

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

Her er lige et udkast af bund og spejlcelle. I forbindelse med kollimering er det meningen, at hele bunden justeres. Indtil videre er det planen, at der skal anvendes cirkulære pads til spejlets støttepunkter.
Som tidligere nævnt, skal spejlcellen laves i kulfiber. Vi mangler dog stadig nogle beregninger på dimensioneringen af spejlcellens bærende dele. Hvis det viser sig, at kulfiber ikke kan yde den fornødne støtte, så kan det være, at der i stedet skal anvendes rustfrit stål – nu må vi se.

Som artiklen som Jens refererer til, så mener forfatteren, at der på spejlkanten skal placeres ruller, eller hjul, som kan kompensere for den flytning, som spejlet vil blive udsat for, når tubus foretager en markant deklinationsændring – dvs. når en del af spejlets vægt flyttes fra bund og til sidestyr, og at ophænget i en anledning giver sig en smule.
Det er lige noget, som vi må se lidt mere på.

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

Vi har nu modtaget et svar fra vores leverandør:

Hello Flemming.
Yes I know about this.
This is normal with annealed Supremax and this type of annealing.
Thre is allways some residual stress visible in the polarozer test.
The test is very sensitive.
In the test stand and in practical use you will not see any deformation onthe surface.
Only strong and colored pattern does harm the surface in different teperature conditions.
Best regards

En smule stress er altså normalt, kan man læse. Endvidere, at det ikke vil give os nogen problemer med deformation ved skiftende temperatur – og man må formode, at vi så heller ikke skal bekymre os mht. glassets styrke.

Nu tænker vi lige over det……

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

Vi har haft Jens inde over, og den umiddelbare konklusion er, at trods de mørke bånd, så vil dette ikke afstedkomme problemer med spejlets figur under forskellige temperaturer, og i fortsættelse heraf heller ikke mht. risikoen for brud.

Det er først når der registreres farvede mønstre i glasset, at spændingerne er så alvorlige, at glasset ikke kan bruges.

Nu er vores blank tæt på 32 mm tyk. Standardtykkelsen er 25 mm, og det er nok ikke så kritisk, med en mindre tykkelse.

Man kan så spekulere over, hvordan en blank, som ikke har været gennem fine cooling ser ud.

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

Vores første kulfiber-sandwichkonstruktion er færdig. Da der kun var eet lag, kunne man godt bøje pladen – man kunne se, at honeycomblaget ændrede form, men efter at der er lagt 1,5 mm på den anden side, så er styrken øget betragteligt.

Det er jo meningen, at dette stykke, som er 140 x 200 x 29 mm skal anvendes til vippearme til spejlcellen.

Efter støbning af kulfiberlagene er pladen skåret til. Der er til dette formål brugt en stiksav med træklinge. Den skærer fint igennem, men honeycombstrukturen, som består af kevlarpapir bliver noget flosset. Man kan godt slibe i kevlaren med slibemaskinen, så det er enkelt at tilrette fladerne, men man kan også bruge en hobbykniv.
Man kan også godt slibe i kulfiberen – det genererer bare en masse sort støv, som sætter sig alle steder. Det er noget værre svineri.
Det er også muligt at file i kulfiberen. Den er meget sprød og lader sig nemt forarbejde, så tilgangen er nok at skære med stiksav og efterfølgende rette til med en fil.

Denne første sandwich er forløberen for spejlcellebunden. Det virker til at være en rigtig god løsning at bruge denne konstruktion, da den både er let og enormt solid.

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

Så er vi i gang med spejlcellebunden. Kulfiberdugen som er 120 cm bred skulle klippes ud i stykker. Honeycombpladen, som skal ligge mellem de to kulfiberlag er 46 x 46 cm, så vi besluttede, at stykkerne skulle være 50 x 50 cm. Der blev sat to plader i spisebordet, og så var der plads til at arbejde på. Da dugen er meget levende, fandt vi på at mærke af med malertape.

Efterfølgende blev stykkerne klippet ud ved at klippe midt i malertapen.

Der skulle klippes ti stykker. I forvejen var der sat plastik på to plader, som dugen skulle monteres på, og ellers foregik processen på samme måde som sidst – blot med den forskel, at vi havde besluttet at smække det hele sammen på én gang, og det gjorde vi så.

Tørrekassen blev sat op, og varmeblæseren sat til, og jeg vil tro, at limen allerede er hærdet i morgen. Det bliver spændende at se.

Mere følger……

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

Et kik ned i tørrekassen. Vi har efter bedste evne fordelt de forskellige tunge ting for at opnå en jævn fordeling af trykket. Det kan i øvrigt godt være, at det havde været smartere, at lægge det hele mellem to tykke plader og så spænde det hele sammen med skruetvinger.

Her til morgen var jeg ude for at tjekke hærdningsprocessen. Emnet havde været i tørrekassen i ca. syv timer ved en temperatur på omkring 40 grader, så det hele var stift.

En hurtig udpakning viste, at der var et par ujævnheder på den ene side – den side, som vendte opad. Det var selvfølgelig en træls opdagelse.

Da jeg kom hjem, blev udhænget savet af, og pladen inspiceret mere indgående. Det viste sig heldigvis, at ujævnhederne alligevel ikke var så alvorlige – men vi skal selvfølgelig lige styrketeste den, inden der træffes en beslutning. Der er stadig mulighed for at lægge et par lag mere på, hvis det viser sig, at der er behov for det.

Det er i øvrigt lidt mystisk, hvordan ujævnhederne er opstået. Hvis kevlarpapiret i kernen er lufttæt, så kan det måske være et overtryk, som har fået kulfiberpladen til at hæve sig – bob-bob?

 

 

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

Mens vi går og venter på tubus, er der tid til at fintænke spejlcelledesignet. Vi hørte fra vores leverandør i torsdags. Han ventede en levering dagen efter, og han håbede, at vores rør var med. Tør man håbe, at det dukker op i næste uge?

Hvis man søger på nettet, så er der ikke mange hits på spejlceller i kulfiber. Derimod er der mange konstruktioner i aluminium og andet metal. Prøv at søge på “newtonian mirror cell” – 430.000 hits.
Søger man på “newtonian mirror cell carbon fiber”, så er der strengt taget kun to – og med nærværende er der så tre 🙂

Hvorfor er der ikke flere der laver deres spejlcelle i kulfiber, når man nu i flere år har anvendt tubuskonstruktioner i kulfiber?
Det kan godt undre, for umiddelbart kan jeg ikke se, at der er noget som taler imod – måske bortset fra, at materialet er dyrere og lidt mere besværligt at arbejde med.
Kulfiber har termiske egenskaber, som ligger meget tæt på spejlets. En kulfiberkonstruktion kan i øvrigt fremstilles, så den er termisk neutral har jeg læst, men uanset hvad, så ligger kulfiberens termiske egenskaber langt tættere på glassets end aluminiums. Dertil skal så lægges kulfiberens langt større styrke.

Jeg er kommet lidt videre med spejlcelletegningen. Der kan fint ske ændringer hen ad vejen efterhånden som tiden går, men jeg tror, at denne tegning er tæt på det, som det ender med. På tegningen er vippearmene en sandwichkonstruktion. Det er meningen, at der skal være kulfiber på alle fladerne. Om det bliver denne konstruktion, eller en massiv er ikke besluttet endnu. Noget som kan ændre planerne er, hvis de planlagte styrketests ikke falder ud som forventet.

http://tocobs.org/cell-x/Cel1A-18x.jpg

Jo mindre spejlcellen kan give sig jo mindre vil problemerne med fokusskift og flytning af den optiske akse være. Det er ikke utænkeligt, at de seks pads, som spejlet skal hvile på vil få en anden mekanisk udformning for at reducere nedbøjningen. Det kan endda ende med, at vi går tilbage til den trekantede facon – nu må vi se.

Med reference til den artikel, som Jens henviste til  http://www.loptics.com/articles/mirrorsupport/mirrorsupport.html , så anbefaler man, at de pads som spejlet hviler på ikke kan hænge fast i spejlundersiden. Kork har en forholdsvis stor friktion, så det er udelukket. Jeg har lavet et lille forsøg som viser, at glas glider fint på kulfiber, så hvorfor ikke lave de små støttepunkter i tynd kulfiber?
På den anden side, hvis spejlcelle og glas følges ad i udvidelse og sammentrækning, så bør det være ligegyldigt, hvilket materiale man anvender – oder was?

EDIT:
Lige for at præcisere. De runde pads skal selvfølgelig sidde på kugleled.

 

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

[jens.jacobsenDeltager Neutron star]

Hej Torben.

Det ser fint ud, bliver spændende hvordan det arter sig.

Jeg tror såmænd støttepunkter i kulfiber kan være en god ide. Jeg er spændt på hvordan i vil fremstille dem.

 

Du skriver seks støttepunkter på spejlet, men mener du ikke 3×6 stk?

Spejlet er ikke kommet videre siden den “siberiske kulde” meldte sig. Det er svært at slibe når skyllevandet er is.

 

mvh

Jens

 

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

Hej Jens

Jo, der er seks pads, som hver har tre kontaktpunkter. Man behøver jo ikke at hæve kontaktpunkterne ret meget over pads – de kan være under 1 mm høje.

Fint nok med spejlet – der er god tid 🙂

mvh
Torben

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

Kan man skære gevind i kulfiber?

Da der indgår mange emner i kulfiberspejlcellen, melder spørgsmålet sig, kan man skære gevind i materialet? Det skulle selvfølgelig lige prøves.

Jeg borede et 3,3 mm hul ude i hjørnet af den senest fremstillede sandwich. Da godstykkelsen kun er 1,5 mm, var forventningerne ikke skruet for højt op. Det er nemt at skære gevind – materialet er sprødt, og det så ikke helt dårligt ud. Jeg forsøger lige at sætte et billede ind i det nye layout.

Her er en 1 mm tyk kulfiberplade skruet fast. Skruen kan strammes ret meget, men jeg har endnu ikke lavet en destruktiv test. Umiddelbart vil jeg mene, at godstykkelsen skal op over 3 mm for at holde.
Jeg prøvede også at lave gevind i 1 mm pladen, og her foretog jeg en destruktiv test. Styrken er mindst tre gange for lille.

En anden løsning er at indstøbe gevindemner i materialet. Man kan fx anvende aluminium eller stål.

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

Vedhæftninger:

Du skal være logget ind for at få adgang til vedhæftede filer.

[nightskyDeltager Neutron star]

Anbefalingerne jeg i sin tid fik fra Klaus Helmerich omkring kulfiber/honey comb/hard foam, er at bruge indstøbte gevind hvis det skal holde.

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

Ja, indstøbte gevind er nok den bedste løsning, hvis man vil have en stor styrke. Jeg går lige og overvejer, hvordan det bedst laves. Sætter man fx en blok aluminium på højkant mellem de to ydersider og limer den fast, så må man acceptere, at den rent termisk ikke vil arbejde synkront med honeycombkernen.

Problemet med at anvende aluminium er ikke så stort, hvis der kun skal være gevind på den ene af siderne, men der bliver behov for at sætte skruer ind i kanten af sandwichen for at kunne skrue spejlcellebunden fast i tubusvæggen.
I praksis vil det være den nederste kulfiberplade som skal holde vægten af spejlet, men den er selvfølgelig supporteret af honeycombkernen og den øvre kulfiberplade – ja, man skal lige vænne sig til den nye måde at lave tingene på.

I øvrigt har jeg hørt fra vores tubusleverandør i dag. Den er nu kommet til Danmark, og forhåbentlig har vi den i denne uge.

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

[adamDeltager Main Sequence]

Det har jeg prøvet et par gange.
Man skal kradse honeycomb ud, der hvor man vil have en skrue og fylde det op med blandingen af epoxy og bomuldsfnuller / cotton flocks. Det bliver stenhård.
Man kan enten vokse en bolt et par gange, stikke den ind i hullet og støbe epoxy/flocks blanding rundt om bolten.
Eller støbe et gevindstykke ind. Ja, eller lave et hul og bruge en møtrik på bagsiden.
For at få god vedhæftning af epoxy på pladerne, kan man slibe dem med sandpapir, med epoxy på, lige inden støbningen.
Ved ikke hvor I køber jeres epoxy ting, men f.eks her har de cotton flocks https://shop1.r-g.de/en/art/210115

Man kan også lave gevind, ved at omvikle en bolt med våde kultråde, måske lidt tykkere end en sytråd, så det passer ind i gevindet, binde en knude i hver ende og så støbe med cotton flocks rundt om det.
Jeg ved bare ikke noget om hvor godt kul er som gevind. Eller om det er epoxy man kommer til at skrue i 🙂

Vedhæftninger:

Du skal være logget ind for at få adgang til vedhæftede filer.

[Torben TaustrupAdmin Neutron star]

Hej Adam

Tak for inspiration. Jeg kender godt cotton flocks. Jeg fulgte for flere år siden et flybyggeprojekt og skrev artikler om det – en Europa: http://www.oy-raf.dk/home_dk.html

mvh
Torben

TOC Observatory - "http://tocobs.org -14.5″ – f:4,2 Newt - Atik383 - ZWO2600-mono – SXV H9 - QHY8L-color - SkyWatcher 80 mm ED refraktor - 60 mm F:6 apocromat - TAL Apolar 125 f : 7,5.

[Forfatter]

Indlæg