Structures sandwich et composites pour instruments astronomiques

[dobcat]

hola , tot homs ! il y as quant même quelques trucs a faire avant ! pensez ala dilartation comme poure le verre, ne pas avoir de cavitées fermer pour le passage a cloche avide , la surface et la struture comment les reunir sans avoir de bulles dans le collage, verifier le nid abeille dans une cloche pour savoir si sous vide il ne bouge pas trop ..... etc , il y as quant même quelques petits truc a voir ! mais c'est ma prochaine experience , c'est sur !

[JMBeraud]

"Y'a des trucs à faire avant"...c'est le moins que l'on puisse dire.

[Paul émile]

hola , tot homs ! il y as quant même quelques trucs a faire avant ! pensez ala dilartation comme poure le verre, ne pas avoir de cavitées fermer pour le passage a cloche avide , la surface et la struture comment les reunir sans avoir de bulles dans le collage, verifier le nid abeille dans une cloche pour savoir si sous vide il ne bouge pas trop ..... etc , il y as quant même quelques petits truc a voir ! mais c'est ma prochaine experience , c'est sur !

 

Pour les cavités, on laisse les alvéoles ouvertes du côté opposé à la surface optique, on ne fait du stratifié que sur la future face optique et sur les côtés . Il n'y a donc pas de raison qu'il y ait déformation sous vide puisqu'il n'y a pas de cavité fermée contenant de l'air .

 

Je ne crois pas que la dilatation d'une structure très aérée en matériaux composites soit plus importante qu'une grosse masse dense de verre .

Les gens qui utilisent ces matériaux dans l'aéronautique doivent savoir .

 

Il faudra très soigneusement imprégner le tissu de résine pour éviter les bulles et réaliser le stratifié en plusieurs étapes séparées par un temps de prise . Ensuite les couches de gel coat vont combler les irrégularités du stratifié .

 

Il faut essayer, c'est tout !

[dobcat]

adéu paul exact il faut suprimer toutes cavitées ainsi que toutes bulles microscopiques aussi ! , tiens si tu veut lire ma petites experience perso !il y as dejas quelques solutions mais c'est pas si facile !

http://forums.futura-sciences.com/materiel-astronomique-photos-damateurs/259283-construction-dun-600mm-transportable.html

[serge vieillard]

Bon et bien il n'y a plus qu'a ! Trouver une plaque en nid d'abeille carbone de bonne épaisseur, découper un disque dedans, puis réfléchir à la confection d'un outil pour l'abraser comme pour un disque de verre, cela devrait être bien plus rapide ... Ensuite combler les alvéoles avec du tissu de carbone + résine et renforcer la tranche du futur miroir avec le même type de stratifié et enfin reprendre le polissage pour obtenir une surface optiquement utilisable puis aluminure et voilà !

Qui s'y colle le premier ?

 

heuuuu...tu crois que personne n'a songé à ce genre d 'idée à priori géniale ?

le problème, c'est que justement ya pleins de problèmes à résoudre et c'est de la haute voltige. Pour l'instant, ça fait partie des rêves et personne, PERSONNE n'a encore réussi quelque chose dans cette voix.

Notre ami Catalan peut témoigner des ses dernières expérimantations.

Sur la papier, ça semble fort simple, dans la vraie vie, ça se complique singulièrement.

Ca ne veut pas dire qu'il faille jeter l'éponge, ça veut juste dire que "yaka s'lancer" ne suffit pas, du moins pour réussir dans cette belle voix.

 

Serge

[Paul émile]

heuuuu...tu crois que personne n'a songé à ce genre d 'idée à priori géniale ?

le problème, c'est que justement ya pleins de problèmes à résoudre et c'est de la haute voltige. Pour l'instant, ça fait partie des rêves et personne, PERSONNE n'a encore réussi quelque chose dans cette voix.

Notre ami Catalan peut témoigner des ses dernières expérimantations.

Sur la papier, ça semble fort simple, dans la vraie vie, ça se complique singulièrement.

Ca ne veut pas dire qu'il faille jeter l'éponge, ça veut juste dire que "yaka s'lancer" ne suffit pas, du moins pour réussir dans cette belle voix.

 

Serge

 

Je ne savais pas que des essais avaient été faits, il suffit de le dire et d'en parler, je crois qu'on est là pour ça ...

Parce que souvent les gens n'essaient pas parce qu'ils pensent que c'est impossible ou bien parce qu'on leur a dit que ce n'était pas possible et donc dès le départ ça tourne court .

[serge vieillard]

bien sur,

mais pour un miroir astro, il faut bien voir la problématique de :

- la qualité générale de la forme totale, avec une précision de l'ordre d'une poignée de nanomètre....

- la qualité de l'état surface à obtenir

- la stabilité de ces 2 paramètres lors du polissage, et lors de l'utilisation. Ici, on polit à l'échelle moléculaire. la moindre contraite générée par une structure porteuse (nida, renforts, nervures, etc...) se reporte lors du travail sous forme de zones légèrement en creux.

- ensuite et ce n'est pas rien, il faut rendre cette surface réfléchissante.... Un dépot sous vide est très contraignant vis-à vis de la moindre micro bulle d'air emprisonnée voir du gaz dissout qui cherchera à dégazer.

pas facile donc.... Un truc qui concilie tout ça.

 

Si aujourd'hui on utilise principalement des trucs vitreux, c'est parce qu'on à pas vu mieux en terme de matériaux à utiliser.

le fameux clavius jaune à miroir allégé composite en mousse carbone....n'existe toujours pas....

et encore une fois, l'art du polissage est tel que pour effleurer le sujet, rien ne vaut de se faire la main de façon "classique" sur un miroir réel pour tenter d'appréhender des solutions révolutionnaires. Dit d'une façon plus crue, celui qui trouvera un concept de ce genre (ou ceux) seront de sacrés moustachus et certainement pas un lapin de 6 semaines - dont je fais partie. Bien sur le débat est ouvert mais l'enjeu est de taille, un minimum de pré-requis est nécessaire.

Solutions d'avenir aux-quelles je crois, mais qui pour l'instant restent à découvrir....

 

Serge

Modifié 9 décembre 2009 par serge vieillard

[Paul émile]

adéu paul exact il faut suprimer toutes cavitées ainsi que toutes bulles microscopiques aussi ! , tiens si tu veut lire ma petites experience perso !il y as dejas quelques solutions mais c'est pas si facile !

http://forums.futura-sciences.com/materiel-astronomique-photos-damateurs/259283-construction-dun-600mm-transportable.html

 

Salut Dobcat,

 

Je crois que tu as tenté de faire un ménisque en verre pour la surface optique supporté sur une structure composite, c'est bien ça ? Dans ce cas il risque d'y avoir un problème de jonction entre les matières différentes .

Est-ce que la cloche à vide et l'aluminure sont les seules solutions envisageables ?

[Paul émile]

 

et encore une fois, l'art du polissage est tel que pour effleurer le sujet, rien ne vaut de se faire la main de façon "classique" sur un miroir réel pour tenter d'appréhender des solutions révolutionnaires. Dit d'une façon plus crue, celui qui trouvera un concept de ce genre (ou ceux) seront de sacrés moustachus et certainement pas un lapin de 6 semaines - dont je fais partie. Bien sur le débat est ouvert mais l'enjeu est de taille, un minimum de pré-requis est nécessaire.

Solutions d'avenir aux-quelles je crois, mais qui pour l'instant restent à découvrir....

 

Serge

 

Oui ... Et si une autre approche était possible ? Et peut être aussi que les techniques de polissage du verre ne sont pas absolument transposables à d'autres matériaux .

J'ai bien aimé l'idée d'un film de mylar ( ou autre ) mis en forme par dépression . Il est certain que la stabilité d'un tel miroir serait problématique, mais on pourrait imaginer de combiner cette idée avec les composites : sur une base "nid d'abeille" ménager une cuvette remplie de résine ( chargée ou pas de fibres ) et recouverte d'un film réfléchissant . On met en forme par dépression le film et l'épaisseur de résine en dessous, avec le film réfléchissant on peut dégrossir la focale du futur miroir .

Une fois la résine polymérisée, le plus gros travail d'ébauche est déjà fait, ne restera " que " le polissage de finition et l'aluminure ...

[serge vieillard]

oui mais justement, tout le problème est dans la finition !!!

tout ce qui est avant est de la besogne pure et dure, complétement déterminée, quantifiée en temps, en méthode et matériaux/matériel à mettre en oeuvre. C'est de la sueur et de la méthode.

La parabolisation par contre.... on est quasiment dans l'incantatoire pour l'amateur.... UNe forme approchée n'est pas la parabole finale et de diou, que celle-ci est délicate à approcher.

Sur notre T600, on patouille avec un PTV de 100 nm, ce qui est considérable !!!!!! et on patauge à qui mieux mieux pour diminuer les bosses de notre "chameaux" (on a 2 bosses). Une mouche qui pete influe sur cette diable de surface. C'est dingue, et c'est passionnant. Quand on a un bon porfil, on a une surface relativement moche et réciproquement. On croit diminuer un défaut, on en génère un autre, on fait une mesure, on en obtient une autre le lendemain, etc....)

Les trucs flexibles ont déjà été tentés mais on est toujours bien trop loin des résultats finaux escomptés (voir dans des vieux Sky & Telescope).

 

 

Serge

[dobcat]

Salut Dobcat,

 

Je crois que tu as tenté de faire un ménisque en verre pour la surface optique supporté sur une structure composite, c'est bien ça ? Dans ce cas il risque d'y avoir un problème de jonction entre les matières différentes .

Est-ce que la cloche à vide et l'aluminure sont les seules solutions envisageables ?

 

adéu si tu as lis le lien, je sais.. il y a pas mal de pages:) , tu comprendra que le problême de jonction a ce niveau , comme le dit serge est extrêmement hardu , et il ce produit même avec les mêmes materiaux carbone carbone !

mon disque de verre qui n'est pas un menisques, juste plat ,il a le même coeficient de dilatation que le carbone, mais c'est pas du tout la même chose que de faire une struture mecaniquement et astronomiquement rigide !

la! même l'assemblage de la cellules demande de travailler sous vide et sans contrainte !

seul les usines possedent les machines capable de faire le travail en injection sous vide , etuver, le tout dans un moule , tout d'une seule pieces !

 

l pour l'aluminure, ça ce fait dans une cloche a vide trés pousser , beaucoup plus que ce que l'on peut faire avec des pompes mornales ! ,

a ma connaissance, il n'y as pas d'autre moyens d'aluminer un miroir

Modifié 9 décembre 2009 par dobcat

[dob300]

Serge :

 

Si aujourd'hui on utilise principalement des trucs vitreux, c'est parce qu'on à pas vu mieux en terme de matériaux à utiliser.
le fameux clavius jaune à miroir allégé composite en mousse carbone....n'existe toujours pas....

 

le clavius, non mais ici ils ont mieux (mais ce ne sont pas des amateurs, on a le droit de rêver, non ? ) un primaire en carbure de silicium d'un mètre et demi pour 90 kg !!

 

JPierre

[dobcat]

hola ! je sais pas ou tu as chercher tes infos mais sur ton blog;)

[jp-brahic]

Serge a parfaitement répondu,

si une telle structure en carbone , n'existe pas, c'est tout simplement qu'à l'heure actuelle avec les matériaux actuels et nos techniques c'est impossible à faire!!!! :)sinon je penses qu'il y aurait longtemps que les pros utiliseraient ce suport je penses que qqs ingénieurs ont du se casser les dents dessus !!!

[Diabolo]

J'ai, il y a des années, contacté bob romeo, le gars qui avec peter chen réalise des optiques par réplication. Ils m'avaient dit alors "bientôt bientôt", mais je vois que ça traine et que ce n'est pas près d'arriver dans la communauté amateur. Les problèmes de réalisation et de tenue dans le temps semble bien complexe. Ce qui m'avait aussi refroidi c'est le fait que même si on peut finir par obtenir une optique composite correcte, rien ne garantie que dans le temps on va conserver la forme. Le verre ne bouge quasiment pas, mais les résines, les fibres, même si elles ne bouge quasiment pas, n'ont peut être pas le même comportement dans le temps à l'echelle qui nous intéresse. Une optique astro, comme le dit Serge, c'est une tout autre échelle de mesure.

[JMBeraud]

Mise à jour de la partie monture (un bon paquet) et introduction à la notion de taux d'échange.

[JMBeraud]

Les affaires reprennent !

 

Après la trève hivernale, la résine est de nouveau de sortie. Il ne me reste plus que quelques vérifications de fabrication avant d'attaquer les choses sérieuses disons de taille un peu plus imposantes...

 

Cette fois-ci il s'agit d'un coin de malle, j'ai utilisé un outillage fait de 3 toles fortes soudées ensemble que et qui ont été serrées par des serre-joints pour la "mise en forme" arpsè drapage des tissus imprégnés et des bouts de nida. Le résultat me convient très bien, et comme d'habitude c'est à toute épreuve pour une masse dérisoire.

 

 

Très bientôt la suite avec des essais de fignolage (chants dégressifs sur deux bords continus pour l'esthétique).

 

Je mets aussi ça dans le post initial pour plus de cohésion.

 

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[JMBeraud]

Post initial complété par un petit paragraphe sur les inserts "du commerce" pour ceux qui ne souhaitent pas se les faire eux-mêmes.

JMarc

Modifié 6 mai 2010 par JMBeraud

[CATLUC]

Chapeau bravo.

Bonne nuit.

Luc;)

[Lomic]

le débat est ouvert mais l'enjeu est de taille

en parlant de miroir c'est le moins qu'on puisse dire

 

sujet très intéressant, bravo pour la compilation d'informations JMBeraud

[JMBeraud]

Suite à un nombre croissant de posts et questions sur le sujet, je viens d'enrichir le post initial par un mode opératoire pour fabriquer un tube sandwich (une des méthodes disons).

Ceux qui hésitaient n'ont plus d'excuse pour ne pas se lancer.

 

JMarc

[JMBeraud]

Bonsoir à tous,

 

Comme discuté de l'autre coté, je vous donne un avant goût de ce que pourrait être mon engin dans ls mois/années à venir, et je vous propose de critiquer un maximum la chose pour me faire avancer.

Pour mémoire c'est un Newton 400 F3.9 corrigé Wynne avec caméra au foyer secondaire.

 

A savoir que j'ai deux autres concepts qui tiennent la corde, mais que celui de gauche me plait bien, un bon compromis en fait entre facilité de construction, raideur globale, masse et esthétique.

 

 

Comme vous pouvez le voir, l'anneau secondaire est encastré dans les quatres branches, ces branches étant le prolongement du "tube". Ce tube n'est en fait pas circulaire, il a un méplat pour s'affranchir de collier voire même de platine (partie noire).

Le tout sera en sandwich nid d'abeille / carbone comme vous pouvez vous en douter, sauf les branches de l'araignée et une partie du barillet qui seront en carbone monolithique. Pas un gramme de métal mis à part un peu de visserie et les rotules du barillet, sur le papier en tout cas !..

 

Merci de votre aide,

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[JMBeraud]

Bonjour tout le monde,

 

Je vois que le design du tube n'inspire personne...

 

La conception du barillet est finie, j'attaque les pièces composite demain, et j'attends la quincaillerie pour assemblage.

 

 

Le concept est très connu, une rotule centrale est positionnée sur une plaque de fond, elle même fixée au tube. La rotule s'oriente pour la collimation grace à trois vis en appui sur le barillet proprement dit.

Ce système a l'avantage de ne pas changer la position du foyer. Je vise le système le plus stable possible dans le temps.

Les anneaux de maintien des triangle en place ne sont pas représentés, mais j'ai prévu les perçages.

Tout sera en nid d'abeille (aramide ou alu) carbone/epoxy sauf les triangles qui seront en carbone epoxy monolithique.

J'ai laissé 20mm ente le tube et le bord du miroir, je pense que c'est suffisant pour la gaine d'air. Si vous avez des expériences qui montrent le contraire merci de me prévenir .

J'ai fait le choix de ne pas mettre de ventilateurs, je m'installe en général bien avant le coucher du soleil, et par expérience sur mon Dob, une heure trente environ suffisent pour attendre le parfait équilibre. Je stockerai le miroir dehors ou dans ma cave naturellement climatisée si besoin et selon la température extérieure. Au pire, je ferai une nouvelle plaque de fond avec tros beaux trous + ventillateurs si c'est vraiment nécessaire.

 

A bientôt,

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[Lomic]

Je vois que le design du tube n'inspire personne...

euh personnellement je me contente d'admirer la bouche grande ouverte

 

ton travail me laisser rêveur, j'espère pouvoir un jour expérimenter des bricolages à mon niveau en utilisant certaines de tes techniques

[C8+]

Bonsoir JMarc,

 

Un bien beau barillet Perso, je verrais bien 3 ventilos intégrés pour accélérer la mise en température. J'adhère complétement au concept de rotule

 

En ce qui concerne le tube que tu as proposé, OK pour le méplat simplifiant la fixation du scope sur la monture, en revanche, les ouvertures prés de l'araignée me semble superflu !!! Est-ce pour le devis de poid ? Un tube plein, classique, avec une araignée en carbone ne serait pas plus facile a réaliser et pas plus lourd ?

 

A+, Philippe

[dob300]

Salut JM

 

Ce système de barillet sur rotule ne serait-il pas celui du cassegrain de 300 (sur une monture monstrueuse) qui était exposé en vente non loin de nos tentes aux rap 2009 "le fameux barillet indéréglable" ?

 

JP

[JMBeraud]

Lomic, merci, mais rien de bien sorcier.

 

Philippe,

Merci pour les commentaires. Non, ce n'est pas vraiment pour le poids les ouvertures, mais pour les possibles problèmes dûs au vent, même si on ne shoot pas par grand vent, le tube fait quand même dans les 1.6m. Cela ne change pas fondamentalement la fabrication.

On est d'accord qu'un tube plein est une très bonne solution aussi!

 

JP, Oui absolument, mais le concept était déjà connu, on en trouve des exemples sur le net, par exemple là:

http://www.astrosurf.com/newton200/optique.htm

C'est un système qui me plait bien et permet d'avoir un centre de miroir fixe. Ensuite, il faut maitriser tout le rest, notament les jeux latéraux, j'ai aussi des vis-butées réglables dans les trois pattes.

 

JMarc

Modifié 13 août 2010 par JMBeraud

[Lblanc]

Salut,

de bien belle pièces en perspective!

de mon coté je poste quelques photos de l'avance ment de mon projet.

Voici le barillet 9 points:

 

avec le miroir de 250mm:

 

vue de dessous:

 

 

Le reste est en cour de ponçage pour avoir un bon état de surface avant vernissage et peinture de quelques petites parties... donc si le tube est tout dégeux, c'est normal... lol

l'araignée en carbone bien entendu, lol (elle est sur rotule, l'axe centrale peut seulement bouger en hauteur, et les 3 vis de reglage jouent directement sur le support du miroir) le miroir est collé sur un sandwich balsa/carbone de 5mm avec à l'interieur 40 resistances (pour une chauffe uniforme) qui balancent 2 watts en 12 volts, de quoi remedier à la buée. les branches sont en samba (bois dur) de 1mm en sandwich carbone.

 

un anneau pour rigidifier encore un peut la partie du secondaire / focuser.

 

 

et la vue d'ensemble:

 

je fais aussi les anneaux et la partie "berceau" (j'ai une monture à fourche) en carbone, là c'est en train de coller... voici quand meme la partie supérieur des anneaux:

 

En tout cas merci pour tes précieuses informations Jean Marc, sans ça, je ne me serai jamais lancé.

 

Lio

[basque en balade]

si je savais jouer avec le carbone comme cela ...

[JMBeraud]

Superbe réalisation Lio, magnifique!

 

Ton tube, tu l'as fait avec quoi, mousse? Montre nous d'autre photos une fois le tout assemblé, ça va valoir le coup!

 

Merci pour ton dernier comentaire, ce post avait justement vocation à aider les désireux à se lancer dans le composite et à démystifier un peu le sujet en donnant des explications les plus claires et pratiques possibles sur l'utilisation de ces matériaux. Ensuite, chacun s'adapte, je vois et suis content de voir que tu es passé maitre dans ce domaine, bravo!

 

A bientôt,

JMarc

Modifié 14 août 2010 par JMBeraud