Dicen que si una persona ha adquirido un telescopio y lo usa para observación, luego de un tiempo definitivamente querrá otro mejor. Entonces sucedió conmigo. Tengo un telescopio PowerSeeker de 127 mm, pero quería lo mejor. Por esta razón, incluso iba a afilar mi espejo, pero luego descubrí que en AliExpress puedes comprar un espejo de 200 mm por poco dinero. El espejo principal junto con la diagonal salió en algún lugar alrededor de 6,000 rublos con la entrega. Es muy barato La imagen de arriba es un espejo, recién llegado por correo desde China.
Compré algo, pero no es un telescopio terminado. Necesita una tubería, soporte del espejo principal, diagonal, alineación, enfocador. ¿Cómo hacerlos tú mismo? Decidí que, si era posible, imprimiría los detalles necesarios en una impresora 3D. Pero para esto todavía necesitan ser diseñados. O encuentre un diseño en Internet.
Si busca en Internet, entonces, por supuesto, "los telescopios ya se han impreso". Aquí hay proyectos de muestra:
- Mire a través del sistema solar con un telescopio Raspberry Pi impreso en 3D
- Open Source DIY Telescope Prime cuenta con Raspberry Pi y piezas impresas en 3D
Por varias razones, realmente no me gustaron estos proyectos. Decidí diseñar las partes del telescopio yo mismo. Para que la vida no pareciera cariño, por alguna razón decidí que haría un proyecto en FreeCAD. Hasta ese momento, ya hice algo en Compass 3D (hice
Marble-Machine ). Y ahora pensaba que FreeCAD no debería ser más complicado ...
De hecho, tuve que ver bastantes tutoriales de FreeCAD en YouTube antes de poder hacer algo significativo. Diseñar en FreeCAD me parece muy diferente de diseñar en Compass, utiliza una nueva tecnología de constantes para mí (no lo sé de repente y en Compass fue posible, ¿pero no lo sabía?). Las restricciones especifican todos los tamaños necesarios: longitud de segmentos, paralelismo o perpendicularidad, ángulo, radio del arco, literalmente todo. Por restricción, el solucionador de FreeCAD calcula si puede construir una forma determinada o no. Si no, entonces aparentemente no hay suficientes parámetros de aclaración que deban agregarse. Fue interesante e inusual para mí. Sin embargo, en general, me gustó la idea de las constantes.
Hice el cálculo del telescopio en la calculadora en línea "
Cálculo del telescopio del sistema Newton ".
La figura anterior muestra algunos de los parámetros necesarios para construir un telescopio. Para cada valor significativo, la calculadora calcula el valor requerido, solo necesita establecer los valores iniciales: la densidad de vidrio del espejo principal, diámetro, bisel, diámetro y longitud de la tubería, y así sucesivamente.
El cálculo me hizo mirar más de cerca la tarea. Ya leí el libro de Sikoruk "Telescopios para amantes de la astronomía", y en general me imaginé mucho. Entonces, sabía que los espejos grandes y delgados se instalaron correctamente de acuerdo con un esquema de descarga especial. Por ejemplo, para mi nuevo espejo de 200 mm con un peso de 1306 gramos, resultó que debería estar en seis puntos. El programa realiza el cálculo de manera que para cada punto de descarga cae el mismo peso de una parte del espejo, mientras que el espejo pesado no debe doblarse críticamente bajo su propio peso, porque la flexión del espejo es una distorsión.
Incluso los espejos más grandes se descargan en 9, 18 o más puntos. ¿Cómo fabricar físicamente estos seis puntos de descarga? Con la descarga de seis puntos, se hacen "balancines" especiales, dos puntos del espejo se basan en un punto: el eje de rotación del balancín.
Debo decir de inmediato que desde el enlace de arriba, el mismo "Open Source DIY Telescope ..." no usa 6 puntos de descarga, sino que usa solo tres. Quería hacer todo más correctamente, aunque, por supuesto, no tengo absolutamente ninguna certeza de haber tenido éxito. Espero que las pruebas reales muestren si tenía razón o no.
Comencé a diseñar con las partes más masivas del soporte del espejo principal. Sinceramente, no me gusta imprimir piezas masivas en una impresora 3D. Esto es extremadamente largo y no siempre funciona, por ejemplo, la electricidad puede apagarse repentinamente. Además, estas partes grandes deben ser fuertes y, por lo tanto, deben tener un alto grado de relleno. Esto lo imprimiré durante mucho tiempo. Por lo tanto, desde el principio, pensé que ordenaría piezas masivas en la fábrica con una fresa CNC, y yo mismo haría el resto.
La primera parte es el soporte del soporte del espejo principal. Ella es la montura de espejo en la tubería y parte del mecanismo de ajuste:
Es necesario un orificio en el centro para la ventilación del espejo. Al salir con un telescopio, el espejo debe tomar la temperatura ambiente. Por lo tanto, se necesita una buena ventilación del espacio interior de la tubería.
El segundo detalle que llamo el "triángulo":
El desarrollo de muchas partes en FreeCAD se lleva a cabo en dos etapas: primero, se dibuja el llamado "boceto"; esta es la proyección de la parte en el plano, luego, por ejemplo, se realiza la extrusión (Pad) o la muesca (Pocket). Un boceto parece un dibujo real, donde se establecen todos los parámetros. Para mi triángulo, el boceto se ve así:
Inexperiencia, configuré cada parámetro manualmente y solo entonces me di cuenta de que no era muy competente. De hecho, sería más correcto establecer los mismos parámetros en forma de variables y de esta forma se obtendría un modelo completamente paramétrico. Bueno, vive un siglo, aprende un siglo. Tenga en cuenta que en la ventana "Mensajes del solucionador", "Bosquejo totalmente restringido" se muestra en verde. Esto significa que todo está claro para la computadora FreeCAD y puede determinar de forma única la geometría de la pieza de acuerdo con los parámetros especificados.
Un triángulo es una parte simple con una operación de extrusión, en términos de FreeCAD es una operación Pad.
El triángulo cuelga de tres tornillos de ajuste sobre el soporte. Debido a estos tornillos, puede inclinarse ligeramente en relación con el soporte. En el soporte y en el triángulo, proporcioné agujeros donde más tarde se bloquearán las tuercas M6 altas.
Tanto el soporte como el triángulo se cortaron en una máquina CNC de tableros de fibra encolados. Resultó así:
Cada vértice del triángulo tiene dos tornillos. Uno tira de sí mismo, otro empuja de sí mismo. Juntos, esto le permite inclinar el triángulo y, en consecuencia, el espejo principal en relación con el soporte al configurar el telescopio. Aquí está la vista desde atrás:
Entonces, como dije, decidí imprimir muchos detalles en una impresora 3D. El rockero que desarrollé en FreeCAD debería verse así:
En dos lados del balancín, incrusto un rodamiento de bolas de metal. Estos rodamientos proporcionan un balanceo suave del balancín en su punto de apoyo. Debería haber tres de estos rockeros.
En FreeCAD, también diseñé otras partes del soporte del espejo: el balancín y los topes laterales. Luego intenté reunir todos los detalles en un solo modelo 3D para ver cómo se vería todo:
Según tengo entendido, FreeCAD es compatible con el sistema del llamado Complemento: módulos de extensión especiales. Uno de los posibles módulos de expansión externos es Workbench a2plus, que simplemente le permite simular un conjunto de varias partes. Tuve que estudiar de nuevo y ver videos de capacitación en YouTube para dominar a2plus como mínimo. Es interesante que esta herramienta, al igual que FreeCAD, utilice un sistema constante que le permita vincular partes individuales entre sí en el espacio 3D. La captura de pantalla anterior solo muestra dicho ensamblaje.
El ejemplo más simple de conectar piezas a través de const en a2plus se muestra en la figura a continuación:
Selecciono dos bordes redondos de dos partes diferentes a través de la tecla Ctrl y en la barra de herramientas selecciono el botón de restricción circularEdge. Esto me permite colocar estas partes en el mismo eje a una distancia dada. Después de esto, se adjunta el eje de balancín.
En la vida real, toda la asamblea resultó así:
El espejo debe insertarse sin esfuerzo y simplemente recostarse sobre los balancines, sin colgar de un lado a otro. Todas estas piezas impresas están rellenas al 100% para obtener la máxima resistencia.
Mentira "descargando en 6 puntos", según mi idea, el espejo debería verse así:
Un espejo montado y fijado con clips (en la superficie de una gota de alcohol, lavado de huellas digitales al azar):
Luego, toda esta estructura se insertó en una tubería prefabricada y se fijó.
Además del marco del espejo principal, tuve que desarrollar en FreeCAD e imprimir el soporte y ajustar el espejo diagonal, así como el enfocador. Honestamente, el enfocador es mi mayor preocupación. Todavía no he descubierto cómo alimentar de manera confiable el enfocador, y actualmente me mantiene solo debido a la fricción. Aquí está el marco del enfocador:
En el interior pegué 3 tiras finas fluoroplásticas y solo entonces el enfocador mismo se inserta allí, y ya se insertó el ocular:
Estaba tan ansioso por probar el telescopio que instalé el enfocador simplemente en una cinta de doble cara. Sí, y todavía no tengo una montura. Solo quería ver al menos algo. Si bien no hay montura, puedo colocar el telescopio en una secadora de ropa y mirar solo las casas y antenas remotas:
En general, me parece que funciona! Rápidamente lo ajustó usando un colimador láser; aquí no surgieron problemas especiales. Los ladrillos en el edificio opuesto de cinco pisos se ven muy detallados. Antenas también.
La siguiente etapa del ballet Marlezon es la fabricación de las pruebas de montaje y de campo de Dobson. Pero esa es otra historia.
En cuanto a FreeCAD, me alegro de haberlo conocido. No me causa emociones negativas, es una herramienta bastante funcional. Entiendo que lo conozco muy poco y no sé casi nada. Pero veo que hay documentación, hay videos de entrenamiento. También tiene sentido dominar esta herramienta.