Porte Filtre 2" - imprimé en 3D

[keymlinux]

Bonjour,

 

J'utilise un Newton 10" principalement en observation visuelle.

J'utilise aussi quelques filtres, et avoir à les visser/dévisser à chaque changement d'oculaire est peu pratique, surtout de nuit.

Il m'est venu à l'esprit d'utiliser une roue à filtre, mais cela consomme trop de longueur de chemin optique sur mon porte oculaire (surtout le fait que sur mon Newton  le foyer ne sort pas suffisamment pour permettre la mise au point si j'ajoute du chemin optique en sortie)

J'ai donc opté pour un porte filtre coulissant positionné à l'intérieur du tube du Newton. Cela génère un peu d'obstruction (elle s'ajoute donc a celle générée par le miroir secondaire), mais c'est pour moi la seule façon d'utiliser un porte filtre et de pouvoir continuer à faire la mise au point. 

Ce type de produit existe dans le commerce, mais j'ai préféré faire un design original et l'imprimer en 3D (c'est plus fun..)

Après avoir fabriqué ce porte filtre pour le newton j'en ai aussi fait une variante pour l'utiliser sur le porte oculaire de ma lunette ED80 (là j'aurais pu utiliser une roue à filtre standard sans problème, mais ici aussi pour le fun, j'ai préféré continuer sur le "fait maison").

Ce porte filtre est conçu pour des porte-oculaires 2 pouces, on peut y fixer des filtres 2 pouces, et des filtres 1.25 pouces via un adaptateur 

 

Pour le newton, le porte filtre se compose des éléments suivants (les couleurs se rapportent aux images du design 3D visibles au dessous):

  - le support coulissant (en bleu) sur lequel on visse les filtres (pas de vis M48x0.75 standard pour les filtres 2 pouces)

  - le socle du porte filtre (en vert), c'est la partie centrale, sur laquelle viennent se fixer les autres éléments, et ce socle est accroché au porte oculaire via une cordelette élastique

  - les pattes de fixation (en jaune), qui maintiennent le support coulissant (bleu) sur le socle (vert)

  - le tube externe (rose fuchsia) qui se positionne autour du tube du porte oculaire

  - le tube interne 2 pouces (orange) qui se positionne  à l'intérieur du tube du porte oculaire

notes:

  - les tubes externes et internes permettent de garder le porte filtre centré

  - les pattes (jaunes) sont fixées sur le socle (vert) au moyen de vis (diamètre 2mm, longueur 10mm max)

  - le tube externe (rose fuchsia) se visse sur le socle (vert), filetage M60x1

  - le tube interne (orange) se visse sur le tube externe (rose fuchsia), filetage M50x1 

 

Pour la lunette, le porte filtre se compose des éléments suivants (les couleurs se rapportent aux images du design 3D visibles au dessous):

  - le support coulissant (en bleu) identique au precedent modèle pour newton

  - le socle du porte filtre (en vert), identique au précédent modèle pour newton, mais ici on aura pas besoin d'élastique pour le tenir

  - les pattes de fixation (en rose clair), qui maintiennent le support coulissant (bleu) sur le socle (vert) et qui vont porter le tube 2 pouces "male" qui s'insère dans le porte oculaire de la lunette

  - le tube porte oculaire 2 pouces "femelle" (marron) sur lequel on positionne les oculaires

  - le tube 2 pouces (orange) identique a celui du modèle pour newton

notes:

  - les pattes (rose clair) sont fixées sur le socle (vert) au moyen de vis (diamètre 2mm, longueur 10mm max)

  - le tube porte oculaire (marron) se visse sur le socle (vert), filetage M60x1

  - le tube 2 pouces (orange) se visse sur les pattes de fixation (rose clair), filetage M50x1

  - le tube porte oculaire est doté sur le coté de deux filages M4x0.7 (standard pour les molette de serrage d'oculaires)

 

 

Vous aurez noté que la partie coulissante (bleu) est dotée d'encoches, c'est pour faciliter le positionnement des filtres pile en face de l'oculaire.

Entre le socle (vert) et les pattes de fixations (jaunes ou rose clair selon le modèle), il y a un petit "picot" qui coulisse et est poussé par un petit ressort (ressort de diamètre 3mm, longueur 10mm récupéré sur un stylo qui s'est sacrifié pour la science...). Ci dessous une vue zoomée du dispositif:

 

  

Le modèle 3D de ces pièces est librement accessible sur Tinkerkad

https://www.tinkercad.com/things/hKLf9ltQYpR

 

EDIT: ajout modèle d'adaptateur pour filtre 1.25 pouces (M28.5x0.5) vers 2 pouces (M48x0.75)

Modèle 3D pour l'adaptateur disponible sur Tinkercad:

https://www.tinkercad.com/things/iYjsAa8shAK

 

Pour finir, quelques photos du résultat imprimé

 

A version "lunette": 

 

La version newton "interne":

 

Pour vous donner une idée, voici une photo du tube du porte oculaire d mon newton, sans le porte filtre:

 

Et pour finir, un zoom sur le picot avec le ressort qui assure le bon positionnement de la partie coulissante:

 

J'espère que ce sujet vous a intéressé, et que vous pourrez l'adapter/imprimer pour votre propre usage.

 

Cordialement, Stéphane

 

 

 

 

 

Modifié 12 avril 2020 par keymlinux
Ajout adaptateur filtre 1.25 pouces vers 2 pouces

[Subwoof]

Salut ! 

 

C'est juste excellent ! Franchement chapeau. 

 

Et en plus tu partage tes plans, c'est beau. 

 

Merci pour le partage, nul doute que ton post fera beaucoup d'heureux ! 

[Discret68]

Salut Stéphane 

Belle réalisation 👍

Comment fais tu pour les différents filetages/taraudages sur les différentes pièces ? Sont ils réalisables en impression 3D ?

 

JP

[keymlinux]

@Discret68: oui, les filetages sont imprimables mais cela demande de la précision, à savoir imprimer avec la plus grande précision possible pour l'imprimante.

Perso j'ai une Creality Ender 3 pro, qui contrairement à son nom n'est pas une imprimante pour les pros, c'est une imprimante pas trop chère et d'usage facile. Pour moi "avec précision", cela veut dire imprimer en choisissant une qualité (ou hauteur de couche) de 0.12mm et pour avoir une solidité suffisante des pièces j'utilise un remplissage (infill) de 60%

 

Concernant le filetage M48x0.75 (diamètre 48mm, pas de vis de 0.75mm) c'est une contrainte imposée par le diamètre des filtres 2 pouces et c'est le plus délicat à imprimer car le "pas" est vraiment fin, mais c'est faisable, il faut ensuite faire attention lorsque l'on visse les filtres a ne pas forcer comme un âne (visser de l'aluminium dans du plastique, si on force c'est l'aluminium qui gagne !)

 

Pour fixer les autres pièces entre elles là je n'était pas contraint donc j'ai choisi un pas de vis de 1mm pour avoir un filetage plus épais et donc plus facile à imprimer (et potentiellement moins fragile aussi)

 

Concernant la réalisation, je modélise les pièces sous Tinkercad, sauf les filetages, car l'objet "filetage" de Tinkercad n'est pas top. Je les génère sous OpenSCAD, avec une librairie dédiée à cet usage, puis j'importe dans Tinkercad le STL généré

La librairie pour les filetages:

     Threads OpenSCAD Library
     http://dkprojects.net/openscad-threads/

Un exemple filetages pour l'astro que j'ai adapté pour mes besoins

   https://www.thingiverse.com/thing:3670604

 

Exemple de script OpenSCAD pour générer du M48x0.75 femelle (on génère un filetage femelle de 48mm de diametre, +0.4 de marge, avec un pas de vis de 0.75mm, sur une auteur de 3mm (donc 4 tour de vis car 3/0.75=4, dans une galette de 55mm de diamètre)

 

  use <threads.scad>

  $fn=150;

  // on appelle la fonction "nut" 

   nut(
        femaleThreadDiameter = 48 + 0.4,
        femaleThreadPitch = 0.75,
        femaleLength = 3,
        femaleOuterDiameter = 55
    );

// la fonction nut avec des valeur par défaut si on l'appelle sans preciser tous les paramètres

module nut(    
    femaleThreadDiameter = 48 + 0.3,
    femaleThreadPitch = 0.75,
    femaleLength = 2,
    femaleOuterDiameter = 50.8 - 0.3    
) {    
    _femaleThreadRadius = (femaleThreadDiameter/2)-((femaleThreadPitch/(tan(30)*2))*5.3/8); // expecting standard angle and no square males
    _femaleThreadSegments = segments(femaleThreadDiameter); 
    difference() {
     cylinder (r=femaleOuterDiameter/2, h=femaleLength, $fn=_femaleThreadSegments);
            cylinder (r=_femaleThreadRadius, h=femaleLength, $fn=_femaleThreadSegments);
               metric_thread (diameter=femaleThreadDiameter, pitch=femaleThreadPitch, length=femaleLength, internal=true, leadin=2);
            }
        }
 

Si on veut faire un filetage "male" on utilisera plutôt la fonction "bolt"

module bolt(
    maleThreadDiameter = 42,
    maleThreadPitch = 0.75,
    maleLength = 2,
    maleInnerDiameter = 38
  )    
 {   
    _maleThreadSegments = segments(maleThreadDiameter);      
    difference() {
        metric_thread (diameter=maleThreadDiameter, pitch=maleThreadPitch, length=maleLength, leadin=2);
             cylinder (r=(maleInnerDiameter/2), h=maleLength, $fn=_maleThreadSegments);
                }        
}

 

Dans tous les cas, le filetage est généré par la fonction "metric_thread" qui est fournie par la librairie (il existe d'autres fonctions pour des pas de vis US comme les vis Kodak des trépieds photos...)

 

note: Openscad c'est pas de la modélisation "click de souris" comme Tinkercad, ici c'est du script, donc du développement...

 

  Cordialement

[zorgdotnl]

Bravo ! C'est super ! 

[nonocoye]

Salut,

Superbe ! 

Tes prints sont-ils fait avec un filament technique ? Vu la couleur, je me demande... 😁 

[Discret68]

Salut Stéphane et merci pour les infos.

 

De mon coté, je n'ai pas encore basculé sur de l'impression 3D. Je conçois pas mal de systèmes et pièces en 3D, mais tout l'usinage s'effectue majoritairement dans de l'alu à l'aide d'un tour "traditionnel" et d'une fraiseuse CNC. Cette dernière me permet d'obtenir des formes complexes que je ne pourrai pas obtenir avec une machine non CNC. Mais bon, on fait quand même beaucoup des copeaux lors de l'usinage.

Au final, il peut ne rester que 20% de matière par rapport à la pièce brute. D'un autre coté, je ne fais pas non plus des pièces de 10kg

[keymlinux]

@nonocoye: c'est imprimé avec du filament PLA noir standard, ce n'est pas un filament technique, même si j'envisage de l'imprimer avec du PETG ou en PLA Carbone pour gagner en solidité. Note:  PLA Geetech Noir, acheté sur la zone, il a un aspect brillant, je ne suis pas fan je préfère le noir mat, mais vu que quasiment tout le PLA est fabriqué en Chine, depuis le debut de la pandémie il y beaucoup de choses qui sont en rupture de stock donc on fait avec ce que l'on trouve...

 

@Discret68: L'interêt de l'imprimante 3D et du PLA c'est que je peux imprimer en 3D dans un appartement, je ne suis pas du tout équipé pour le travail du bois et encore moins du métal, sans parler du fait que je n'en ait pas la compétence . Couper une planche ou percer un trou dans du bois ou poncer c'est faisable sur le balcon, mais pas plus.... Tu as beaucoup de chance d'avoir un atelier et de pouvoir usiner de l'aluminium 😄

 

[Discret68]

il y a 16 minutes, keymlinux a dit :

@Discret68: L'interêt de l'imprimante 3D et du PLA c'est que je peux imprimer en 3D dans un appartement, je ne suis pas du tout équipé pour le travail du bois et encore moins du métal, sans parler du fait que je n'en ait pas la compétence . Couper une planche ou percer un trou dans du bois ou poncer c'est faisable sur le balcon, mais pas plus.... Tu as beaucoup de chance d'avoir un atelier et de pouvoir usiner de l'aluminium 😄

 

Ah oui, c'est sûr que dans ce cas de figure, l'imprimante 3D est l'outil idéal, à tout point de vue. J'imagine que les voisins du dessous n'apprécieraient guère d'être sous une pluie de copeaux 😜

[yves piette]

Très belle réalisation ! 

 

Comme je n'avais pas d'imprimante 3d quand j'ai construit mes télescopes, j'avais fait des modèles assez proches avec les éléments découpés dans une plaque de carbonne et des petits aimants pour le positionnement. 

 

A présent que j'en ai une (alphawise 30 pro) j'ai également fait des filets pour filtres avec Fusion 360. Comme ces filetages ne sont pas proposés dans l'outil de filetage du logiciel, je les ai ajouté (adaptation des fichiers XML de Fusion 360). Ça a été un peu galère (surtout pour les filetages des filtres 1,24) mais après pas mal d'essais et erreurs, j'y suis arrivé... 

 

[Jacques0563]

Bonjour , je suis arrivé à faire imprimer , merci beaucoup.

Par contre je trouve que l'espace entre le passe filtre et le PO est important pour la version lunette.

Avec quoi le comblez vous ?

[keymlinux]

Bonjour

@Jacques0563Veux tu parler de l'espace matérialisé par le flèche blanche ci dessous ?

  Je l'ai fait un peu grand car j'ai un filtre polarisant variable (utile sur la lune) qui fait 9mm de haut (la plupart des filtres dépassent rarement 5mm au dessus du filetage).

C'est une source d'entrée de lumière, mais d'un part cette lumière entre quasi parallèle à la surface du filtre (donc peu nuisible pour l'observation, on perdra un peu en contraste), d'autre part en utilisation nocturne c'est peu gênant si l'environnement est peu lumineux.

Ceci étant dit, en mode photo avec de la pose longue, ou bien en utilisation de jour (avec par exemple un filtre astrosolar à l'ouverture de la lunette et un filtre "IR/UV cut" ou "continuum" dans le porte filtre cela sera plus gênant et on aura intérêt à mettre un chiffon épais par dessus le porte filtre

 

Cordialement

 

 

[Jacques0563]

Merci pour les infos.

C'est exactement cela.