Зеркало из эпоксидки

[Ernest]

на fido7.su.astronomy увидел такое сообщение от некого Igor Yamont

В свое время я очень много времени потратил на изготовление самодельных телескопов. Сделал неплохое сферическое зеркало диаметром 12 см, но когда попробовал замахнуться на параболу диаметром 18 см, то потерпел полное фиаско. Hе хватило опыта. После того как я прочитал о ртутном телескопе Вуда, я решил
попробовать эту технологию, естетственно без ртути. Для этого я выточил на токарном станке два "блина" диаметром 200 мм из 6 миллиметровой стали, поместил эти блины на диск проигрывателя. В блинах было центральное отверстие, которым они устанавливались на шпенек проигрывателя. Между блинами находилась прокладка из пластмассы в которой по радиусу примерно 75 мм были высверлены под углом 120 градусов три отверстия в которые вставлялись стальные шарики от подшипников, что обеспечивало отсутствие изгибов. Вал электродвигателя проигрывателя
пришлось переточить, так как необходимая скорость вращения составляла около 4 оборотов в секунду. Привод диска проигрывателя был через резиновый пассик. К
верхнему блину приклеивался бумажный бортик высотой около 1 см, а отверстие для шпенька замазывалось пластилином. С помощью уровня тщательно выставлялась горизонтальность системы. В получившийся сосуд примерно
до половины бортика наливалась эпоксидная смола с отвердителем, вся система закрывалась бумажной крышкой и включалось вращение. Примерно через 4 часа,
когда эпоксидка полностью отвердевала вращение выключалось и система еще примерно сутки выдерживалась в покое. Получившееся параболическое эпоксидное зеркало серебрилось стандартным методом и вместе с блинами, прокладкой и шариками использовалось в телескопе системы Hьютона. Качество изображения было
очень даже ничего. Проверка  поверхности зеркала при помощи ножа Фуко и промер фокусных расстояний зон, показал высокую точность параболы. Кстати аналогичная
технология, только без вращения позволила получать плоские зеркала. Единственное что при этом необходимо помнить- диаметр зеркала должен быть на 5-7 мм больше чем необходимо, так как на краях оно искажается силами
поверхностного натяжения.
   Трудозатраты при такой технологии настолько незначительны, что в короткий срок я "напек" штук 20 таких объективов для всех своих знакомых. Жалко будет
если такие объективы так и не получат распространения.

Мне кажется, что "это фантазии".., о чем говорят фразы типа "качество изображения было очень даже ничего", "высокая точность параболы". Да и мой опыт протестует против высокоточных парабол из эпоксидки.
Но мало-ли,.. может кто имеет удачный опыт такого сорта - поделитесь.

[gals]

А при каких температурах "ничего" было? - при комнатной? Что-то сомневаюсь, что при значительных перепадах "ничего" сохранится...

[HPC]

Что-то не верится... Наверное что-то крутилось, что-то застыло  

Эпоксидную смолу кто-нибудь кстати пробовал в качестве заготовки для зеркала?

[Fidel]

Все это - о зеркалах из эпоксидки - чудовищный, дикий бред!

[Дмитрий Маколкин]

Все это - о зеркалах из эпоксидки - чудовищный, дикий бред!

Любой, кто замешивал хотя бы один раз эпоксидку помнит, каких трудов стоит избавиться от неизбежных пузырьков. Надо полученную смесь вакуумировать. Так что - "Не верю!" (с) Станиславский.
Фантазии все это.
Когда в НАСА (или JPL, точно не помню) заливали пол большого зала эпоксидкой для имитации невесомости ( по одной координате - горизонтально), то эпоксидка у них стыла неделю для выравнивания, и все равно, у них остался бугор в том месте, где ее на пол выливали (0.1мм кажется).
Видимо, сообщения из ФИДО такого рода надо делить на 20.

[Станислав]

Идеальной поверхности (1\8 длины волны -  ХА-ХА !!) из эпоксидки не получится, хотя бы уже потому, что отвержение происходит не сразу равномерно по всему обьему. а как бы по микрозонам. В результате даже небольшая "усадка" эпоксидного клея после отверженя приводит к искажению папаболы. Может быть, полученную поверхность, благодаря мягкости эпоксидного слоя, будет легко подправить тонким шлифованием а затем полировкой ?  Проверить можно только на практике тем,  кому времени не жаль.

[Андрей Остапенко]

По-моему, это фантазия натурале.
Человек просто прикинул, как это классно у него все получится и протащился, лежа на диване.
А вообще, сколько я себя помню в этом хобби, подобные идеи (особенно зеркала из эпоксидки!) все время возникают в умах умельцев с нетрадициональной ориентацией... Правда, все они в лучшем случае кончались изготовлением кривобокого пробного экземпляра, после чего интерес к нему терялся (но чаще это происходило раньше, на фазе перехода от мозгоблудия к руко...). И что самое характерное, почти все они считали ниже своего достоинства "пачкать руки" обычными абразивами и т.п., чтобы сделать обычное  стеклянное зеркало   (пошлость и каменный век, по их твердому убеждению)

[bibliograf]

 Чтобы проверить пригодность эпоксидной смолы для
изготовления оптических поверхностей сделал опыты:
смола ЭД-6 с отвердителем полиэтиленполиамином
налита слоем 15 мм на  слой ртути. После отвержднния
смолы получился диск диаметром 115 мм с блестящей
поверхностью, которая отражала предметы. Однако в
интерферометре видно, что поверхность отягощена
грубыми нерегулярными искажениями
Еще опыт: смола с отвердителем малеиновым ангидридом
в пропорции 3:1  налита в коробку из толстой алюминиевой фольги (140х140 мм) слоем 15 мм. Смесь отверждалась в
термостате 4 часа при 120 градусах и 6 часов при 140,
потом охлаждалась с термостатом. Отливка получилась
прозрачная и без пузырей, однако из-за усадки при поли-
меризации поверхность стала вогнутой с несколькими
концентрическими валиками.
В поляризованном свете видны области напряжений-это не
удивительно, по литературным данным, усадка при полиме-
ризации смолы 1-1.5%, так что ни о какой оптической
точности говорить не приходится, а автор сообщения-
просто мерзкий лжец.

[Дрюша]

И ещё
То, что предлагается, для эпоксидки это - довольно большой объём. А когда она затвердевает, то довольно каанкретно греется (это экзотермическая реакция). Причём, чем она горячее, тем быстрее твердеет, и тем ещё сильнее греется. Процесс типа лавины или взрыва, но чуть-чуть помедленнее. А суть - та же. В самом центре отливки быстро образуется горячий "козёл", пока края ещё жидкие. Насчёт термостата я ничего не скажу, но эпоксидка - это довольно плохой проводник тепла. Так что, термостат может выручить только если слой эпоксидки очень тонкий.

Не знаю, какие там были марки и сорта, но клеи типа ЭДП и ЭКФ - с ними всё ясно. Как и с автором исходного сообщения. По-моему, тут и обсуждать нечего.

А я ещё слышал такую идею (только я тут ни при чём, меня прошу ногами не бить): это шлифовать и полировать астрономические зеркала из целикового алюминиевого блина. Тогда и покрывать ничем не надо. Я тогда в ответ только предложил вместо алюминия взять уж сразу чистое серебро (золото, к сожалению, сильно желтит ).

[HPC]

А я ещё слышал такую идею (только я тут ни при чём, меня прошу ногами не бить): это шлифовать и полировать астрономические зеркала из целикового алюминиевого блина.

Немного не в тему - как изготовлялись металлические зеркала в давние времена?

[bibliograf]

 В 1965 году вышла книжечка Г. Стронга "Cамодельный те-
лескоп-рефлектор с алюминиевым зеркалом". Там описано
изготовление небольшого зеркала из алюминиевого диска.
Будет возможность-отсканирую и распространю. О бронзо-
вых зеркалах англичане имеют целую книжку - Making of
the Speculum -1880 года. Также в книге А.А. Чикина "Отра-
жательные телескопы" металлическим зеркалам отведена
целая глава.  Книга Чикина отсканирована и скоро будет
доступна в PDF.

[Дрюша]

Зеркальная бронза - да.
Серебро - ещё лучше.
Там же голый металл, и всё тут. Ничего особо удивительного.

А алюминий - Он же оксидируется на  воздухе мгновенно. И куда же будет деваться эта оксидная плёнка? Хоть она и тонкая, но сам материал Al2O3 по твёрдости уступает только алмазу. И эти чешуйки будут там свободно кататься?

Может быть, обработка алюминия по той технологии ведётся в жидкой среде (например, в керосине), или в вакууме? Ну, это уже на очень большого любителя.

Кстати, у меня валяется алюминированное зеркальце без какого-либо дополнительного защитного пркрытия (кроме естественного), и за 10 лет с ним ничего не сделалось. Правда, я его ничем не драл.

[bibliograf]

 Если бы пленка окиси алюминия защищала от абразивной
обработки,  домашние хозяйки не могли бы чистить кухон-
ную алюминиевую утварь-но это не так! Пленка окиси
такая тонкая и такая хрупкая - 3-5 нанометра, что легко
срывается при деформации подстилающего металла зерном
абразива. Дальнейшая судьба отслоенных частиц вряд ли
кому-нибудь интересна.

[Дрюша]

У хозяек другая цель - убрать слой жира и гари, а не отполировать сковородку до оптического качества. В этом смысле их сковородки оставляют желать.

[bibliograf]

 Чтобы доделать "зеркало" из смолы, вырезал из образца,
отвержденного малеиновым ангидридом диск 100х12 мм,
дважды отжег его в термостате при 170С для снятия напря-
жений и пустил плавать на ртути, налив предварительно на
нее тонкий слой оптического эпоксидного клея. После
затвердевания смолы получившуюся поверхность уже
можно считать оптической- местные неоднородности око-
ло микрона, общая кривизна - на порядок больше. При
этом форма поверхности весьма чувствительна к механи-
ческим напряжениям и температуре. Для сравнения-допуски
при изготовлении пластмассовых линз из полиметилметакри-
лата -10 микрон. Вряд ли можно использовать эпоксидные
зеркала где-нибудь, кроме осветителей и солнечных высо-
котемпературных печей.

[Дмитрий Маколкин]

Немного порылся в сети и нашел прелюбопытный сайт одной американской фирмы, которая делает параболы из пластика с помощью высокоточной матрицы.
Утверждается, что получаемые реплики имеют дифракцирнную точность, достаточную для любительских телескопов. Цена такого зеркала очень невелика, они предлагают 6-и дюймовую параболу F/4 за $58. Фирма честно приводит все недостатки таких зеркал, однако и цена невелика. Для дешевой "быстрой гляделки" с малыми и средними увеличениями - вполне.
Это, конечно, "low-end", однако, имеющий право на существование. Я бы подумал о таком варианте для "дачного" телескопа, который не жалко таскать куда попало.

[Дмитрий Маколкин]

Да, совсем забыл дать адрес.
http://www.opticastmirrors.com/

[bibliograf]

 Адресок интересный! Альбукерке, Нью-Мексико-лучше
бы прямо написали Лос-Аламос...С эпоксидными смолами
и технологией точных зеркал в атомном центре проблем нет!

[Дрюша]

Да, штамповать по матрице - это более реально. Не в домашних условиях, конечно!
Кстати, 58$ (это "там", а здесь это будет не меньше 99$) - это я бы не сказал, что слишком дёшево для такой игрушки. У нас здесь комплект от НПЗ (стеклянный) стоит примерно столько же, если не дешевле.

А вот, если бы они стали в массовом порядке штамповать комплекты под Ричи-Кретьен... Им-то какая разница, парабола это или гипербола, если по матрице? А ещё лучше - готовые телескопы: в пределах 200 баксов - это было бы лучше. Чтобы он был лёгкий, компактный, и не особо жалко его.

[Fidel]

Даешь эпоксидные Ричи-Кретьены!

[bibliograf]

 Пластмассовые камеры Шмидта были... В 50-е годы, когда
появились проекционные телевизоры, для проекции на
экран 3,5 на 7,5 м было сделано устройство, в котором
катод ЭЛТ размещался в фокальной плоскости светосильной
камеры Шмидта. Корректор же был прессованный из орг-
стекла, диаметром 400 мм! Дело кончилось ничем, так как
трубка была недолговечна, а при работе из-за высокого
ускоряющего напряжения возникало рентгеновское излу-
чение...

[sergik]

Какова вообще зависимость фокусного расстояния жидкого зеркала от скорости вращения.вязкости и др параметров?Насколько точной получается парабола?

[bibliograf]

http://www.astro.ubc.ca/LMT/

[Kvic]

Конечно, старая тема, но такой вопрос.
А что, если стеклянную отливку в расплавленном виде вращать и очень-очень медленно охлаждать ?

[Дмитрий Маколкин]

Конечно, старая тема, но такой вопрос.
А что, если стеклянную отливку в расплавленном виде вращать и очень-очень медленно охлаждать ?

Ничего хорошего из этого не получится. Поверхность расплавленного стекла как правило довольно грязная. На ней будут всяческие налеты, масса всплывших пузырьков, пленки загрязнений. К тому же, поверхность стекла имеет немного другой состав, чем стекло в объеме, так как при варке происходит испарение летучих компонент шихты.

Можно, конечно, сварить стекло, отобрать заготовку без пузырей, но точности все равно не будет, хотя бы из-за краевых эффектов. К тому же даже если взять платиновую форму, а ее придется взять из-за ее хим. стойкости, то при застывании стекла в такой форме возникнут нежелательные эффекты из-за разного коэффициента теплового расширения формы и стекла. Не помню на память коэффициент теплового расширения платины для большого изменения температуры, но могу предположить, что при остывании металл начнет обжимать стекло с образованием в стекле трещин и разрушением изделия.

А теперь - небольшое домашнее задание. Найдите в спавочнике коэффициенты теплового расширения для металлов и стекла и посчитайте, как изменятся размеры стеклянной заготовки и формы из металла при изменении температуры на 300 градусов. Да, пусть диаметр зеркала будет 300мм, а материал - пирекс или подобно ему стекло. Для заготовки надо выбрать металл с достаточно высокой температурой плавления и устойчивый к окислению. Задача решается с помощью школьного учебника физики. Обязательно напишите нам, что у Вас получится. Думаю, что результат будет интересен всем.

[Владимир Николаевич]

Раз уж вернулись к этой теме то не лучше ли рассмотреть, не дохлые варианты с пластмассой и с наливным стеклом, а проблему изготовления металлических зеркал, как в первую очередь наиболее теплопроводных и соответственно более быстро принимающих температуру окружающей среды. Такое зеркало можно сделать очень тонким, металл хорошо полируется и обрабатывается. Мне рассказывали про проекты любительских телескопов с зеркалами до 2-х метров и это по расчетам получалось технологичным. Изготовление таких зеркал подтверждено историческими фактами, и в свое время я много слышал об этом направлении как об очень перспективном.

[bibliograf]

 В издательстве " Детская литература" в 1965 году вышла книжечка Стонга  "Самодельный
телескоп-рефлектор с алюминиевым зеркалом". Только вряд ли кому-то удалось изготовить
зеркало, пользуясь приемами, в ней описанными... Отполировать металл до блеска нетрудно -
но придать металлическому зеркалу правильную форму - задача, требующая большого опыта
и много труда. Не обольщайтесь оптимистическими замечаниями Д.Д. Максутова- "мы закончи-
ли полировку менее чем в два дня и придали зеркалу точную параболическую форму".
(См. " Изготовление и исследование астрономической оптики")
Тем не менее, в XVIII веке, пока не было ахроматических объективов,  телескопы системы
Грегори с бронзовыми зеркалами повсеместно использовались в качестве подзорных труб
http://www.ut.ee/REAM/Telescope.htm

[Алексей Юдин]

Сейчас (с конца 80-х) в США научились делать отливки из пирекса во вращающихся печах до 8.4м(ЛБТ). Поверхность на фотках вроде приличная. Структура заготовки сотовая. Там льют из чистых крупных кусков.http://medusa.as.arizona.edu/mlab

[LifeIsGood]

Я видел 5 метровуж заготовку из пирекса. Неудачную (треснула во время обработки). Так вот ее поверхность была жуткая. Вся в наплывах каких-то, ямках и пр.
А вращают заготовку во во время остывания для придания ей первоначальной формы, чтобы снимать стекла было меньше?

[Дмитрий Маколкин]

Сейчас (с конца 80-х) в США научились делать отливки из пирекса во вращающихся печах до 8.4м(ЛБТ). Поверхность на фотках вроде приличная. Структура заготовки сотовая. Там льют из чистых крупных кусков.http://medusa.as.arizona.edu/mlab

В разделе "часто задаваемые вопросы" этого сайта говорится, что при вращении поверхность становится параболической с точностью до долей дюйма. Это экономит стекло и позволяет не сошлифовывать большие толщины. Потом идет шлифовка на станке с ЧПУ и полировка. Так что о получении оптически точной формы описанным способом речь не идет. Любительские зеркала проще обдирать или фрезеровать, потом - все как в классических оптических технологиях.

[Алексей Юдин]

Да уж, особенно если строить небольшой ньютон средней светосилы. Тут даже фрезеровать не надо - колечком за пару часиков и готово.
А отливки у этих американцев получались только из Ohara E-6, все остальные пирексы слишком грязные. Но, в итоге экономится год обдирочных работ  - светосила то у них большая. А у любителей и 1:2-то редко встречается.

[Uldis]

Отполировать металл до блеска нетрудно -
но придать металлическому зеркалу правильную форму - задача, требующая большого опыта
и много труда.

а почему ЧПУшный станок не может такое сделать? помойму с 0.001мм без проблем, а потом полировать...неужели в ручную можно сделать точнее чем на станке? может не из алюминия(дюрали) а из стали, а потом сделать или вакум плазменную наплавку, или в ванночке электорлиз чего нибудь? в чём плоха такая идея? я дилетант, но очень интересно узнать мнение спецов, я так понимаю цена зеркала чуть ли не 50% стекло (основание все го лиш) 30% выделывание параболы и 20% покрытие Ал с чем то? так может этим Ал и покрыть сталь?  основание крепкое...
ЗЫ может чуть из другой оперы, увлекаюсь автоспортом, делал покрытие поршней нитрид-титаном, покрыли 0.02мм зеркало поршня, это тем самым чем покрывают свёрла и режущий инструмент, типа под золото, так вот он очень крепкий, но так как основание мягкое, то он продавливается без проблем, слегка запорол один поршень...это я насчёт всё же не алюмиия а стального зеркала...
ЗЫ задело за живое! просто есть достут к ЧПУ без проблем, шайбу-болванку зажму и за 5 мин парабола готова, тем более уже знаю где у меня д16 валяется 20мм толщиной лист потом в токарку и отполирую до блеска....вот просто ради прикола есть у кого в риге ньютон готовый чтоб засунуть и сравнить быстор  а то зеркало сделаю а пока проверю рак свистент раньше может сделаю и вышлю кому то, типа в мск могу?  может кто поставит  в ньютон и потом отпишет? у нас в риге вроде ниукого нет телескопов, вроде многие хотят
пару вопросов соответственно
1) формула параболы где достать то, вернее в мат справ есть , но какая нужна?
2) чем полировать и как, паста гоя ?
3) а может из чугуна что блоки движков клепают, там вроде оч. небольшое Т расширения???

конечно чувствую что всё почему то не так и не даром зеркала стоят по 500$  что то мне внутри подсказывает что то не так

[bibliograf]

 Как ни удивительно, но искусный оптик вручную изготавливает зеркало с точностью,
недоступной любому самому совершенному станку. В книге Д.Д. Максутова  "Оптиче-
ские плоскости, их исследование и изготовление" (1934 год, ОНТИ) упоминаются
изготовленные им эталонные сферическое и плоское зеркала, 530 и 380 мм соответ-
ственно. Их поверхность отклонялась от идеальной менее чем на 1/20 длины волны.
(> 30 нм) По-видимому, для таких больших зеркал это предельно достижимая точ-
ность.
Прецизионный станок для точения металлических зеркал весит около 60 тонн, он ус-
танавливается в термостатируемом помещении, обточка ведется алмазным резцом,
положение которого контролируется интерферометрами. Погрешности изготовле-
ния зеркала на таком станке - десятая микрона, естественно, можно получить любую
асферическую поверхность.
Неудивительно, что металлические зеркала высокой точности делали в два приема-
обточка и грубая обработка металлического основания; наварка или напыление
стеклянного слоя - и завершающая обработка обычным способом - полировкой на
смоле.
Для  любительского зеркала обычных размеров отклонение сферы от параболы
будет менее микрона - вряд ли обычный прецизионный станок сможет это.
Уместна такая аналогия - если хорошо отполированное точное стеклянное зеркало
уподобить гладкому покрытию хорошего шоссе - поверхность зеркала, проточенного
на прецизионном станке будет соответствовать поверхности, выровненной бульдо-
зером (допустимые неровности по регламенту 30см). Если мы отполируем зеркало
пастой ГОИ - это как будто мы накрыли результат работы бульдозера полиэтилено-
вой пленкой - микронеровности будут сглажены, поверхность отражает свет - точ-
ности же никакой.
Если есть возможность напылять нитрид титана - может попробовать на проточен-
ную и отполированную поверхность напылить покрытие, а затем его отполировать
на смоле традиционным манером. Только неизвестно - можно ли полировать полири-
том нитридное покрытие - или оно слишком твердое и износостойкое?

[Uldis]

2 bibliograf


ну вот , спал с мечтой что проснусь и за 5мин сделаю зеркало, вы всё разрушили ... хорошо, тогда всё же изготовление из дюрали и доводка обычным способом на смоле, не нитрид-титана не имел отражающей поверхности, он был мутновато золотистого цвета...а если дюраль покрыть в какой то зеркальной мастерской отражающей поверхностью + кварц ? или смысл дюраля именно что его самого можно отполировать?
т.е. ЧПУ делает всё что от него зависит, а доводка в ручную, это лучше чем стекольная пыль хоть и в воде ... опять же нужна формула параболы, и как полировать люминий?
Так всё же кто мне проверит? я точно выслал бы эту болванку, нужно чуть советов мне и я сделаю, а там потом распишем что так и так плохо и закроем эту тему
ЗЫ пойду дальше спать и мечтать

[stepan]

А еще можно зять кастрюлю , натянуть зеркальную пленку и выкачать из кастрюли воздух

[Ivan Mhitarov]

А еще можно зять кастрюлю , натянуть зеркальную пленку и выкачать из кастрюли воздух

Я так в детстве делал. Крупные моря на Луне видны. Болше - ничего.
Кастрюлю - то надо брать с идеально круглой и ровной кромкой.

[hatuul]

а что если вырезать зеркало из кинескопа старого телевизора

[Uldis]

а что если вырезать зеркало из кинескопа старого телевизора

 ну и какой там фокус будет? 300мм ?

[hatuul]

50-70