Spero che questo report di costruzione possa contribuire ad innescare in qualcuno la scintilla dell'auto-costruzione ottica, cosa possibilissima con un po' di studio, applicazione e lavoro, la quale regala delle belle soddisfazioni, come sicuramente possono confermare i costruttori di ottiche che spesso sono qui su Astrofili e che prima di me hanno messo " la pulce nell'orecchio" ai potenziali grattavetro.
Dopo aver fatto esperienza con la realizzazione casalinga di alcuni specchi parabolici dal primo F6 ( con la guida via web di astrotecnico e dei suoi tutorial ) fino all'ultimo F3.8 ( con il prezioso aiuto di Giulio Tiberini ), ho voluto provare ad esplorare un terreno più impervio e difficoltoso: un Cassegrain RC 300 F7.5.
Come tutti sanno, si tratta di costruire due superfici iperboliche, per lo specchio primario concavo e il secondario convesso, definite nei loro parametri secondo questo schema di progetto:
I calcoli potevano essere fatti anche a mano, ma ho preferito affidarmi ad un software ben conosciuto ed affidabile, in quanto i valori sono stati modificati e adattati più volte in corso d'opera, rispetto a quelli iniziali.
Il lavoro è iniziato nel Gennaio 2015 e terminato, dopo alcuni periodi di pausa , a fine Agosto 2016. In realtà il tempo effettivamente dedicato è stato di due mesi per il primario ed altrettanto per il secondario.
Fin dall'inizio è stato comunque un appagante lavoro di squadra, nel senso che ho potuto contare sempre sul supporto di Giulio Tiberini e Mirco Bartolomei, amici e coautori del Blog dedicato ai grattavetro, con i quali ho condiviso e cercato di risolvere le problematiche della lavorazione.
Specchio primario 300 F2.6Lavorazione che è iniziata quindi con il primario , un disco di vetro da 300 mm spesso 20 mm, ricavato mediate taglio watejet da una normalissima lastra di calcio-sodico, lavoro eseguito dal vetraio vicino casa al costo di poche decine di euro. Di seguito le principali fasi della lavorazione del primario:
- sgrossatura e smerigliatura fatta a mano con sequenza di abrasivi al carborundum ed utensile di vetro a pieno diametro, fino al raggiungimento della profondità centrale di 7.14 mm. per un rapporto focale di F=2.6
Terminata la smerigliatura con l'utilizzo dell'ultima grana fine ( carburo di silicio gritt 800) prima della successiva fase di lucidatura, si è proceduto al taglio del vetro con Waterjet per la realizzazione del foro centrale da 70 mm ( questa volta eseguito gratuitamente, grazie Maurizio ! )
http://www.grattavetro.it/wp-content/up ... lio-wj.mp4la fase di lucidatura ha richiesto oltre 20 ore effettive con utensile di pece a sub-diametro al 40% e ossido di cerio. nella foto lo specchio al termine della lucidatura nel suo supporto "artistico":
La fase di iperbolizzazione, rigorosamente manuale è stata attuata seguendo una tecnica di "approfondimento dal bordo" utilizzata per la lavorazione di focali corte, mediante l'uso di vari utensili sub-diametro ed effettuando le misure con Ronchi e Foucault per la prima fase di costruzione della conica e successivamente tramite test della Caustica per la fase finale dove è richiesta la massima precisione possibile nella misura dei centri di curvatura dei vari settori.
Alcuni problemi di rugosità nella fase intermedia. ( le piccole chiazze bianche nella periferia dello specchio ), dovuti ad una patina di pece troppo morbida ed ormai "fuori stagione", sono visibili nel video-test con lama di foucault, successivamente risolti con la fusione di una nuova miscela di pece meno "invernale
http://www.grattavetro.it/wp-content/up ... -2.wmv.mp4questo il report finale del primario, dopo gli ultimi interventi di correzione della figura finalizzati al raggiungimento della costante conica K=-1.1120
Non deve trarre in inganno il valore "scenografico" del lambda, il quale è calcolato dal software in base ai 14 punti scelti lungo un diametro in sede di test, questo non esprime la totalità dello specchio ma indica solamente che con molta probabilità ci troviamo di fronte ad una buona iperbole su cui costruire il secondario.
Specchio secondario 115 F -3.33La lavorazione del secondario è iniziata Marzo 2016, ed ha costituito la parte più impegnativa e laboriosa, com'era prevedibile per chi, come me, non aveva mai realizzato prima un secondario convesso.
I due dischi sono stati realizzati "oversize", con 10 millimetri di diametro superiore a quello necessario di progetto, per evitare di doversi ammattire con la lavorazione e correzione del bordo sullo specchio convesso, il quale spesso ( come poi è effettivamente successo ) porta con se i maggiori problemi di costruzione della figura
Questi i vetri sempre in calcio-sodico dello spessore di 12 mm al quale è stato necessario dare:
2.5 mm di freccia per un raggio di curvatura della sfera iniziale di 770 mm ( portati poi a 756 mm per il ROC centrale dell'iperbole finale )
Anche per il secondario, sbozzatura e smerigliatura con successione di abrasivi sempre più fini, e lucidatura con ossido di cerio ed utensile a pieno diametro.
Contrariamente a quanto avviene per il primario, per realizzare il secondario vanno lucidati ed iperbolizzati tutte e due i vetri, vanno quindi costruiti due specchi con la medesima curvatura , uno concavo e l'altro convesso . SU quello concavo è possibile effettuare direttamente le misure e, una volta raggiunta l'iperbole di progetto, verrà utilizzato come "calibro" per il convesso. L'analisi delle frange di interferenza tra le due superfici sovrapposte, attraverso un semplice interferometro di Newton, ci dirà quando il convesso avrà la medesima curvatura del concavo, entro limiti di tolleranza accettabili.
Il calibro concavo è stato prima lucidato e reso sferico insieme al convesso, per avere la stesso raggio di curvatura iniziale e poi iperbolizzato e portato ad una costante conica di K=-5.36 attraverso le normali tecniche di costruzione della figura parabolica.
Questo il report finale dello specchio concavo con il test di Foucault e maschera di Couder a 5 zone ( a sinistra ) e maschera di Couder a 7 zine ( a destra) :
A quel punto si è iniziato ad iperbolizzare il convesso, con vari utensili costituiti da corone circolari di diverso diametro per intervenire sulla zona centrale/mediana/periferica a seconda delle necessità.
Questa è stata la parte più lunga e faticosa di tutte, non sono mancati i problemi e gli errori da parte mia, uno in particolare ha generato un vistoso bordo ribattuto, il quale fortunatamente ricopriva solo la zona in eccesso alla superficie utile di riflessione, quindi coperta dal paraluce per il CPL previsto, perciò non è stato necessario eliminare completamente questa deformazione, è bastato diaframmare il secondario al reale diametro di progetto.
I test di Ronchi che seguono, sono stai effettuati "al rovescio" , esaminando cioè le riflessioni dalla parte della superficie piana, in modo che la superficie convessa venga vista come concava e quindi a riflessione convergente . Ovviamente va messo in conto la doppia rifrazione del vetro disposto in questo modo, da cui i colori scomposti nella riflessione del led non monocromatico , utilizzato come sorgente luminosa.
Superficie completa con bordo ribattuto e specchio diaframmato alla superficie utile di progetto, il bordo ribattuto è fortunatamente esterno.
Frange di Newton, non sono necessari costosi strumenti ( anche se mi piacerebbe averli e farebbero molto comodo), basta una semplice lampada al neon, il principio fisico è lo stesso... la distanza tra due successive frange scure è di 1/2 di lambda. Frange perfettamente dritte indicano superfici perfettamente uguali. L'obbiettivo è quello di lavorare il convesso in modo che la frangia centrale si discosti il meno possibile da quella ipotetica "dritta" .
Le irregolarità visibili sulla frangia mediana sono sicuramente inferiori ad 1/4 di lambda, perciò ci si può anche fermare qui, ulteriori interventi di correzione potranno essere fatti se necessario, dopo aver eseguito degli star test, cosa che sto facendo in queste notti tra una nuvola e l'altra, che potrebbero indicare anomalie dovute alla somma delle riflessioni su tutte e due le superfici e non solamente sul singolo specchio.
Home
Iscriviti
La Bacheca
F.A.Q.
Login/Logout
, ma sarebbe bello essere un po' di più a grattare vetri a livello amatoriale, siamo "quattro gatti" sperduti nel sottobosco degli autocostruttori, un po' si sano confronto tra appassionati servirebbe a dare slancio a questa pratica costruttiva che invece negli Usa dispone di un gran numero di seguaci.
. Devo dire che in visuale e senza alluminatura sembra promettere bene, sarebbe comunque interessante provarci...
