|
Chcesz wiedzieć więcej? Zamów dobrą książkę. Propozycje Racjonalisty: | | |
|
|
|
|
Science » Astronomy »
Szlifowanie zwierciadła [1] Author of this text: Marcin Klapczyński
Ile zajmie projekt wykonania zwierciadła?
Zwierciadło o średnicy 203 mm może zostać wykończone w 40
do 80 godzin pracy. W praktyce przekłada się to na kilka miesięcy pracy,
chyba że możesz pracować codziennie, np. podczas wakacji lub urlopu. Ja
pracowałem 2-4 razy w tygodniu po 2-3 godziny i ukończyłem zwierciadło w 6
miesięcy, z dłuższymi przerwami w międzyczasie. Kolejne dwa miesiące spędziłem
na składaniu tubusa, podstawy i wykończeniu reszty. Szczerze odradzam projekty wykonania większych
zwierciadeł — lepiej uczyć się na mniejszym i użyć tej wiedzy do
wykonania drugiego teleskopu. Zwierciadło o średnicy 203 mm jest bardzo dobrym
kompromisem — z jednej strony wykonać je może każdy początkujący, z drugiej zaś otrzymujemy porządną moc, której nie będziemy nawet w pełni
wykorzystywać na początku. Jeśli dysponujesz ograniczoną przestrzenią
mieszkaniową, pomyśl o zwierciadle o średnicy 150 mm.
Przygotowanie zwierciadła i krążka
Zanim rozpoczniemy pracę, niezbędnym jest wykonanie tzw. fazki, czyli
starcia ostrych krawędzi zarówno w przypadku krążka, jak i zwierciadła. Na
samym początku należy wykonać fazkę szeroką na co najmniej 3 milimetry na
krążku i 2 mm na zwierciadle. W trakcie szlifowania, gdy fazka zniknie, należy
wykonać ją ponownie. Jeśli nie zostanie to zrobione, zwierciadło przy nawet
lekkim uderzeniu o twardą powierzchnię lub pod naporem narzędzia może pęknąć na krawędzi w postaci
ohydnego odprysku. Ja na własnej skórze doświadczyłem
skutków zignorowania tego środka ostrożności i tylko szczęśliwy traf
uratował mnie i odłamany krążek nie porysował głęboko zwierciadła.
Najlepszym sposobem na wykonanie fazki jest użycie osełki do ostrzenia noży — należy pewnym ruchem, z lekkim naciskiem ścierać krawędź zwierciadła
pod kątem 45 stopni zawsze od środka zwierciadła na zewnątrz. Ja na
początku używałem też końcówki szlifierskiej montowanej na wiertarce -
jest to metoda znacznie szybsza, ale i ryzykowna — należy używać jej bardzo
ostrożnie.
|
|
Rycina 12. Bardzo ważnym jest wykonanie fazki, czyli złagodzenie ostrej krawędzi
zwierciadła i krążka. Po lewej sposób użycia końcówki szlifierskiej na
wiertarce, po prawej dowód na to, że ignorowanie tej kwestii nie popłaca.
Powstały odprysk można złagodzić na krawędzi i kontynuować pracę bez
zmian.
Szlifujemy zwierciadło, czyli więcej pracuj — mniej się martw!
Zanim rozpoczniemy przygodę ze szlifowaniem należy zdać sobie sprawę z bardzo ważnej rzeczy. Nasze poczynania doprowadzą nas do sukcesu tylko wtedy,
gdy będziemy przestrzegać reguły unikania regularności. Powstanie idealnej
figury zwierciadła jest możliwe jedynie gdy będziemy zawsze pamiętać o wprowadzaniu pewnej losowości, celowego błędu — odchyłki w naszych
ruchach. Najlepsze zwierciadła to zwierciadła wykańczane ręcznie właśnie z tego powodu — maszyna, nawet celowo zaprogramowana na odchyłki, nie wykona
nigdy tak doskonałego zwierciadła, jak doświadczony operator. Specjaliści
pracują często w kilka osób nad jednym zwierciadłem w celu wprowadzenia
dodatkowej losowości. To właśnie uśrednione działanie niedoskonałych ruchów
prowadzi do powstania pożądanej figury.
Za każdym razem, kiedy rozpoczynamy pracę, myjemy dokładnie krążek i zwierciadło detergentem i dokładnie płuczemy. Po wyschnięciu kładziemy krążek
na podstawie a zwierciadło odkładamy na bok. Zaczynamy szlifowanie proszkiem o największej średnicy ziaren, czyli SiC #80. Obok kładziemy wiadro lub miskę z wodą o średnicy takiej, aby można było zanurzyć w nim zwierciadło, gąbki
do przecierania, butelkę z wodą lub spryskiwacz do kwiatów.
Na powierzchni leżącego krążka rozprowadzamy około pół łyżeczki
proszku sypiąc jak przyprawą na potrawę, aby rozprowadzić go równomiernie.
Następnie spryskujemy raz spryskiwaczem do kwiatów wodą, lub bierzemy odrobinę
wody na dłoń i rozpryskujemy z końców palców. Kładziemy po tym zwierciadło
tak aby pokryło krążek i obracamy delikatnie wokół aby rozprowadzić
proszek w postaci pasty. Praktyka wskaże czy proszku lub wody jest za dużo lub
za mało. Za dużo proszku i wody spowoduje, że powstanie błoto, które będzie
wyrzucane na zewnątrz podczas szlifowania i zwierciadło będzie ślizgać się
jak po maśle. Nadmiar samego proszku utworzy grudy, które będą się
wzajemnie ścierać, zamiast trzeć powierzchnię zwierciadła. Zbyt mało
proszku i wody spowoduje sklejanie się dysków. Najlepszym wskaźnikiem jest w miarę płynna praca i głośne, „zdrowe" chrupanie szkła przez proszek.
|
|
Rycina 13. Proszek powinien zostać rozprowadzony równomiernie po
powierzchni krążka, dodajemy jedynie kilka kropel z końców palców lub
spryskujemy raz spryskiwaczem.
Ruch, który wykonujemy nie jest kwestią przypadku, lecz
posiada swój konkretny cel. Ponieważ chcemy zmienić kształt zwierciadła na
wklęsły, najwięcej nacisku powinno znajdować się na jego środku, mniej zaś
na jego krawędziach. Staramy się więc naciskać środkiem zwierciadła na
krawędź krążka tak jak pokazane jest to na ilustracji poniżej.
|
|
Rycina 14. Sposób trzymania zwierciadła podczas pierwszej fazy szlifowania.
Jedna ręka wywiera nacisk, druga koordynuje ruch zwierciadła. Kierunek
bocznego przesunięcia zwierciadła względem krążka zależy od wygody pracującego.
Należy jednak utrzymywać raz objęty kierunek obchodzenia stanowiska pracy i obrotu zwierciadła.
Zwierciadło podczas ruchu należy umiejscowić tak, aby nie „spadało" z krawędzi krążka pod wpływem nacisku. Zwykle bezpiecznie jest pracować w zasięgu około 2 centymetrów od jego środka. Pierwsze szlifowanie polega na
wykonywaniu ruchów wzdłuż wyimaginowanych odcinków przechodzących przez środek
zwierciadła. Po rozprowadzeniu proszku odsuwamy zwierciadło o niecałą połowę
średnicy i z wyczuciem wykonujemy 8 do 12 ruchów (każdy ruch to przesunięcie
zwierciadła w jedną stronę i z powrotem) mocno naciskając jedną ręką na środek
zwierciadła. Nie należy obawiać się użycia całego ciężaru ciała -
początkowe szlifowanie wymaga naprawdę dużej siły. Co jakiś czas można np.
wykonać 6, czasem 14 ruchów — losowość działa na korzyść regularnej
figury zwierciadła. To samo dotyczy odległości przesunięcia bocznego — zbytnie skupianie się na samym środku doprowadzi do zbyt wczesnego
„wykopania" dołu w środku przy nietkniętych krawędziach, co zdarzyło
się również mnie. Po wykonaniu ruchu szlifującego, zmieniamy pozycję wokół
stanowiska pracy o około 30-45 stopni, po czym obracamy delikatnie zwierciadło o około 1/4 pełnego obrotu. Nie wolno oznaczać zwierciadła markerem,
trzeba zaś starać się różnicować obrót o kilka stopni, aby utrzymać
losowość. Wszelka regularność jest niekorzystna i niepożądana. Należy
przemieszczać się tak, aby wykonać 8-10 kroków wokół stanowiska. Ilustracja
poniżej wskazuje sekwencję wykonywanych czynności.
Rycina 15. Sekwencja pozycji i ruchów podczas szlifowania zwierciadła. Po 8-12 ruchach podłużnych o zasięgu
zbliżonym do połowy średnicy zwierciadła zmieniamy pozycję o około 30-45
stopni w jednym kierunku w stosunku do krążka, następnie obracamy zwierciadło w kierunku przeciwnym o około 1/4 pełnego obrotu.
Po około 2-4 minutach, w zależności od temperatury pomieszczenia, woda
wysycha, ściera się porcja proszku i charakterystyczne chrupotanie cichnie.
Proszek zamienia się wtedy w emulsję, która nie „gryzie" więcej szkła i jest nieskuteczna. Ten okres czasu określa się jako wet (z ang.
„mokry") i takiego terminu będę używał w dalszej części artykułu.
Niektórzy dorzucają wtedy po prostu proszku lub/i wody i kontynuują pracę,
jednak najlepszym rozwiązaniem jest spłukanie gąbką krążka i zwierciadła,
wytarcie ich do prawie sucha i nałożenie świeżej porcji proszku oraz wody.
Rycina 16.
Kiedy chrupotanie milknie — czas na wytarcie krążka i zwierciadła, gdyż
szlifowanie startym proszkiem jest nieskuteczne. Z mojego doświadczenia wiem również,
że jeśli czuje się, że dodało się zbyt dużo/mało proszku/wody, lepiej
zacząć wet od nowa niż kombinować z „dosypkami".
Skuteczna praca szlifierska wymaga praktyki. Po pewnym czasie po prostu
od razu czuje się, że ilość proszku i wody jest idealna. Warto jest prowadzić
skrupulatne notatki, aby ułatwić sobie życie w przyszłości.
Pierwsze pomiary
Po około godzinie — dwóch pracy można po raz pierwszy sprawdzić głębokość
krzywizny jaką udało się nam wyszlifować. Wyszlifowany obszar powinien być
początkowo wyraźnie widoczny w postaci „oszronienia", jak na ilustracji
poniżej. Na krawędziach zwierciadła kładziemy metalową linijkę, następnie
dobieramy tak blaszki szczelinomierza, aby dokładnie sprawdzić głębokość na
samym środku.
|
|
Rycina 17. Po pierwszej godzinie na zwierciadle pojawi się
„oszronione" koło, które z biegiem czasu zacznie rozszerzać się równomiernie
ku krawędziom. Głębokość krzywizny można zmierzyć za pomocą metalowej
linijki oraz szczelinomierza czy też drobnych wierteł lub drucików o znanej
średnicy.
Co daje nam zmierzenie tej wartości? Czas już zapoznać się z kilkoma
terminami. Podstawową, praktyczną właściwością zwierciadła jest długość
ogniskowa f, czyli odległość od zwierciadła do punktu (załóżmy
na razie, że to punkt) gdzie skupiają się odbite promienie, nadchodzące z nieskończoności (nieskończoność jest tutaj również umowna, gdyż odległość
planet i gwiazd jest w rzeczywistości mierzalna). Jeśli długość ogniskową
pomnożymy przez 2 otrzymamy promień krzywizny, w skrócie ROC (ang. radius
of curvature). Dzieląc długość ogniskowej przez średnicę zwierciadła
uzyskamy tzw. światłosiłę określaną symbolem f/x
(x = f/d). I tak np. zwierciadło, które planowałem wykonać, miało być
określone właściwościami: średnica zwierciadła: 203 mm, długość
ogniskowej: f = 1218 mm, czyli światłosiła wynosi 6 i zapisujemy ją w postaci f/6. Taka światłosiła jest dobra zarówno do oglądania
planet, jak i słabo świecących mgławic czy odległych galaktyk. Jeśli
planujemy budowę teleskopu planetarnego, należy zastosować światłosiłę
np. f/8 lub f/9, teleskop przeznaczony głównie do obserwacji obiektów
dalekiego kosmosu powinien posiadać światłosiłę np. f/4.
1 2 3 Dalej..
« (Published: 12-06-2006 Last change: 17-06-2006)
Marcin KlapczyńskiUkończył biologię molekularną na Uniwersytecie Adama Mickiewicza w Poznaniu. Pracował jako Research Specialist in Health Science w Department of Anatomy and Cell Biology na University of Illinois w Chicago. Obecnie pracuje jako Associate Cell Biologist / Histologist w Abbott Laboratories (Illinois). Specjalizuje się w ekspresji białek 'od zera', hodowlach linii komórkowych, symulacji in vitro procesów zachodzących w komórkach. Jego pasją jest teoria ewolucji, w szczególności ewolucja systemów biochemicznych i pochodzenie życia we Wszechświecie. Number of texts in service: 22 Show other texts of this author Number of translations: 1 Show translations of this author Newest author's article: Wykonanie statywu Dobsona, złożenie i kolimacja teleskopu | All rights reserved. Copyrights belongs to author and/or Racjonalista.pl portal. No part of the content may be copied, reproducted nor use in any form without copyright holder's consent. Any breach of these rights is subject to Polish and international law.page 4841 |
|