Structures sandwich et composites pour instruments astronomiques

[JMBeraud]

Voilà, l’étage supérieur de mon barillet est fini, et ce n’est qu’une question de jour pour le barillet entier.

 

 

Pour les balanciers, j’ai mis une rotule à l’arrière du barreau, au centre, et j’ai coupé deux demi-longueurs de rivet POP Inox en les mettant au centre géométrique du barreau. Je transforme ainsi le mouvement pivot en mouvement balancier.

 

 

La rotule est insérée dans le nida du pétale préalablement préparée et remplie à cet endroit de résine syntactique. Cela fait trois petites balances très souples sans points durs même en appuyant dessus pour simuler le poids du miroir.

Les triangles de support du miroir sont garnis avec des cache-vis en plastique bien lisses (collé à l’époxy), à priori rien à envier à des patins Teflon.

 

Après ce post http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/037077.html

j’ai également refait les équerres de supports latéraux, finalement en monolithique avec une bonne épaisseur, plus de flexion possible, mêmes infimes. C’est juste la troisième version…mais là je n’ai pas le moindre doute sur une possible flexion.

Les équerres sont percées et fixées avec des vis alu bleue (un petit plaisir…). Elles sont visées dans des inserts collés en appui sur la face arrière du pétale (les petits de droite).

 

 

 

Les équerres sont vissées car je préfère pouvoir les démonter pour potentiellement les changer ou les adapter si besoin. Si cela avait été collé il aurait fallu refaire tout l’ensemble en cas de modification.

 

Pour les butées latérales proprement dites, comme discuté dans ce post http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/037041.html

j’ai mis les vis avec embouts Delrin, et j’ai les vis à roulements aussi, je monterai les deux pour voir la différence s’il elle existe. Elles sont simplement vissées dans des écrous à frapper dont j’ai enlevé les pointes, puis collé à l’époxy dans le logement.

 

Elles ont été mises à 17.5mm du fond de miroir, calcul utilisant la feuille de R.Houdard (http://www.cruxis.com/scope/mirroredgecalculator.htm). Les vis sont blocables par des écrous pour laisser un jeu minime avec le miroir.

 

 

 

 

 

Il me reste à mettre les inserts pour les vis Nylon anti-basculement (on voit les logement au dessus des vis à embout Delrin).

 

Dans les deux prochaines semaines je compte finir la partie basse. La liaison rotule est prête, je mettrai des images prochainement pour la fin du barillet, une bonne page qui se tourne.

 

JMarc

 

 

[Ce message a été modifié par JMBeraud (Édité le 20-04-2012).]

 

[Ce message a été modifié par JMBeraud (Édité le 01-10-2014).]

Modifié 1 octobre 2014 par JMBeraud

[Leimury]

Vraiment un beau post et les interventions d'astropernoel ne gâchent rien.

 

Les nouveaux composites et les nanotechnologies sont à mon avis la prochaine bulle pour qui a du pognon à y mettre.

 

Ca va faire un scope extrême, sans concessions, une sorte d'oeuvre d'art.

De la fonction nait la forme: Là c'est vraiment beau à voir !

[PierreDesvaux]

Alors la, c'est du superbe de chez superbe! Bravo Jean Marc! Tu y es presque!

 

Pierre

[JMBeraud]

Leimury, Merci!

Je prends du plaisir à faire ça comme ça, si je le fais en carbone alors que ce n'est pas forcément utile, c'est aussi parce que j'aime bien. Le dessiner puis le faire faire en alu ça me plaisait moins, bien que plus rapide...(et plus lourd, mais c'est quasi secondaire).

Sans concession, je n'en sais rien, mais j'ai envie de faire au mieux du premier coup, même en prenant mon temps ! Je suis lucide, ça va forcément merder à un moment, je verrai à l'usage...

 

Pierre, merci, la route est encore longue, mais je vois un petit point blanc là bas au fond, ça motive encore plus !

 

JMarc

[eroyer]

Bonjour Jean-Marc,

beau travail, ce barillet est superbe. Sur la dernière photo, la bille au bout de la vis est libre de tourner je suppose ? Je serais intéressé pour savoir comment cela se comporte par rapport à la version avec les butées en delrin surtout sur la tenue de collimation après transport. Mais c'est un peu tot pour avoir un retour d'expérience sur un instrument pas encore terminé

 

Eric

[serge vieillard]

c'est absolument superbe Jean-Marc !!!!!!!

 

mais pourquoi par Belenos, tu a pris ces horribles écrous à frapper, alors que tu avais réalisé de superbes inserts alu anodisés ??????????????????????????????????? Là, j'pige pas.

De plus, tu aurais foutrement gagné en longueur filetée, en qualité de filetage, pile taraudé à tes nécessités, et coup de gueule aussi, indéniablement

[JMBeraud]

Merci les copains,

 

Eric, oui, bien-sûr les billes sont capables de tourner. Je n'anticipe pas trop la différence entre Delrin et bille, mais avec les deux je pourrai vérifier.

 

Serge, évidemment, j'aurais pu mettre les inserts alu dans cette partie, c'était même prévu à la base, c'est pour ça qu'il y en a 6!

 

En fait, j'ai changé de plan pour la fixation des équerres, je me suis rabattu sur les inserts. Pour faire plus vite sans refaire faire des inserts, j'ai pris les écrous à frapper. Par contre pour la longueur fileté, ils sont mis dans du monolithique donc pas besoin d'avoir un col très long comme pour dans un sandwich. Avec un contre écrou c'est béton quand même, la vis ne se ballade pas du tout.

 

Je suis en effet reparti pour refaire un certain nombre d'inserts pour le reste du scope (du genre des gros de gauche, mais d'autres aussi), j'en profiterai peut-être pour mettre ceux là en alu (ils ne sont pas encore collé en fait pour cette raison, les écrous à frapper c'était pour la présentation). Et j'en profiterai aussi peut-être pour changer d'usineur aussi pour en trouver un qui fasse en bleu .

 

Si y'a que ça qui te choque ça me va bien !

 

Bien amicalement,

JMarc

Modifié 21 avril 2012 par JMBeraud

[JMBeraud]

Quelques nouvelles du chantier...

 

Une étape de plus de franchie, le fond du barillet, c'est à dire la plaque arrière du bousin. J'ai écouté certains d'entre vous, j'ai mis les 3 ventilos. Je ne garantie pas leur sens, ils ne sont que posés.

Il restera à mettre la rotule centrale et différents inserts (il m'en manque encore) pour achever le barillet...

 

 

 

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[Sizzif]

Superbe chantier !!!

waouuu

[jp-brahic]

encore une superbe réalisation!!!! c'est beau!!!!

[JMBeraud]

Vous êtes sympas les gars. Disons que le "joli" n'est pas dans le top 10 du cahier des charges, mais au cas où tout le reste foire, au moins j'aurai ça, en tout cas je fais de mon mieux... !

 

JMarc

[JMBeraud]

Bonsoir à tous,

 

Pour ceux qui suivent un peu ce post, voici une photo du tube tel qu'il était en automne (et n'a pas bougé depuis), il est bien avancé et sera définitivement terminé aux premières chaleurs du printemps.

 

 

Tout ça suit son cours...

 

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[albanc]

Bonjour Jean-Marc,

 

Perso je suis ce post avec intérêt et te remercie pour ton chapitre dans le livre "conception et construction de télescopes et astrographes amateurs" qui va me permettre de me lancer prochainement dans le carbone. C'est très bien expliqué et très concret.

 

Sinon ce tube hexagonal a un look d'enfer ! J'ai hâte de le voir terminé ! J'imagine que tu ne peux pas mettre d'anneaux et que tu vas fixer ta queue d'aronde directement à même le tube ? Une grande rigidité serait donc le point fort d'un tel tube hexagonal en nida ?

[JMBeraud]

Bonsoir Albanc,

 

Merci pour tes commentaires, le but de ce fil et des pages du CCTA est d'initier le plus grand nombre dans la pratique des composites, notamment en dédramatisant son fabrication, ton retour est donc sympa à entendre.

 

Je vois que tu te lances, c'est super!

N'hésite pas une seconde à poser des questions ici même si tu en ressens le besoin, mon projet n'est qu'un fil conducteur que j'essaie d'avancer selon mes disponibités et qui peut servir de base à d'autres comme toi.

 

Quant au tube ci-dessus, s'il a cette forme c'est justement pour ne pas avoir à mettre d'anneaux, et aussi à pouvoir fixer dessus et dedans plus facilement car sur des plans et non un cylindre. Et puis j'avais aussi envie de changer un peu des tromblons du commerce... Il ne sera pas vraiment plus raide que s'il avait été cylindrique, mais ce n'est de toutes façons pas la peine, il est largement suffisamment dimensionné...

 

Bonnes manips, et tiens nous au courant de tes avancées !

 

JMarc

[jp-brahic]

c'est quand même beau un tube carbone!!!:wub: vivement la suite;)

 

un gros point positif que j'ai remarqué du Nida c'est que les vibrations s'amortissent trés rapidement, çà c'est un trés bon point

[serge vieillard]

magnifique,

et utile.

Bien voir qu'il ne faut pas nécessairemnt se polariser sur la fibre de carbone !!!!

OK, c'ets top, ça à de la gueule,

mais c'ets cher, et c'ets franchement dégueulasse à travailler.

Pensez tout simplement à la fibre de verre, infiniment moins onéreuse. SI l'on voit fleurir quelques réalisations carbone, on ne voit quasiment pas de réalisatiion en verre (ou autre fibres éconimique), ce qui est ballot.

Le potentiel "décoration" est infini avec la fibre de verre. Ca devient vraiment marrant avec les fibres mixtes. On peut utiliser du gel coat de finition, ou laisser la résine, juste colorée dans la masse pour des effets de transparence de matière au besoin. Le look peut être d'enfer avec cela !

[maire]

A quand le télescope transparent à éclairage rouge intégré?

[ZITO]

Bonjour Jmarc ,ce dernier tube est superbe ( et gigantesque !)

Ce sera un instrument pour la photo sur une équatoriale ?

Une autre petite question , comment est faite la liaison entre les triangles support du primaire et la bille en acier ? Je ne vois pas sur les photos .

Bon ciel .

[JMBeraud]

Bonsoir,

 

JP, j'avais noté soigneusement ta remarque sur l'amortissement de ton engin, tout bon !

 

Oui Serge, on peut en effet se demander pourquoi le verre n'est pas plus utilisé, à croire que le prix n'est pas le frein du carbone...

 

Zito, oui c'est pour un astrographe sur équatorial. Le tube n'est pas si gros il fait 1.73m de haut, mais un peu large, car dimensionné pour un miroir de 500, on ne sait pas ce que l'avenir nous réserve ...

La liaison entre les triangles support du primaire et la bille en acier est un simple collage. Ce n'est pas une bille à proprement parlé mais une rotule, tu as une photo en bas de page 3.

 

JMarc

[jp-brahic]

Pensez tout simplement à la fibre de verre, infiniment moins onéreuse. SI l'on voit fleurir quelques réalisations carbone, on ne voit quasiment pas de réalisatiion en verre (ou autre fibres éconimique), !

 

tout dépend à quoi va servir ton tube si c'est pour faire un tube dédié à l'astrophotographie ce qui est le cas pour Jean-Marc et moi même avec mon TN450Z, il y a deux facteurs limitatifs dans ce cas, à savoir le poids du tube car il faut penser à la monture qui va dessous qui elle est limitée en capacitée de charge , et il est vrai qu' une structure Nida carbone parait actuellement le meilleur de ce coté là, pour donner une idée le tube carbone Nida de mon TN450Z qui fait 1720 mm de long sur 530mm de diamètre et 10 mm d'ep ne pése guére plus de 6 kg!!!! je pense que le même tube en fibre de verre ayant les même propriétés au niveau rigidité péserait beaucoup plus que çà

 

deuxième point important pour l'astrophotographie c'est la dilatation thermique quasi nul des structures carbone et le fait que le Nida absorbe trés bien les vibrations

 

pour un télescope dédié visuel qui n'est pas tributaire d'une monture EQ, tel qu'un Dobson, alors oui pourquoi pas de la fibre de verre

[maire]

Petite question pour un tel tube monté sur une monture équatoriale... Il faut centrer l'instrument... et donc la fixation se fera plus plutôt coté miroir, non?. Cela n'induit pas de changements importants de porte à faux pour des orientations différentes du fait de la grande légèreté du corps du tube justement? Ce qui fait qu'en terme de capacité de monture en terme de poids je me méfierais un peu à me satisfaire d'une monture trop faible?... C'est juste une question.

[JMBeraud]

Cela n'induit pas de changements importants de porte à faux pour des orientations différentes du fait de la grande légèreté du corps du tube justement?

 

Eric, le légereté du tube n'a pas d'influence notable sur le porte à faux, il restera grand si ce qu'il y a au bout du tube est loin du centre de gravité et/ ou que cette masse est lourde. La distance joue plus que la masse c'est ce que je veux dire.

 

Ce qui fait qu'en terme de capacité de monture en terme de poids je me méfierais un peu à me satisfaire d'une monture trop faible?... C'est juste une question.

 

Oui on est d'accord. Je suis un peu revenu du discours idéaliste qui consiste à dire qu'un tube léger n'a pas besoin d'une "lourde" monture (comprendre robuste), en tout cas quand sa longueur est significative et/ou qu'il a un porte à faux important. A noter que cette longueur de tube va en général de pair avec une longue focale.

 

JMarc

[serge vieillard]

oui, certes JP

mais quand même, le carbone est particulièrement hightech et hight-onéreux,

et le verre globalement assez proche sur bien des paramètres : le coef de dillatation passe d'un demi-chouya à un chouyat entier, en tout cas infiniment moins que n'importe quelle ferraille pas trop exotique,

le module de young n'est pas immensément différent,

et une structure sandwich permet justement de minimiser les quantités de fibre à minima (donc de poids).

Donc même pour de la photo, de l'ultra léger/rigide, le verre est tout à fait approprié, ca ne sera pas en tout cas radicalement différent.

Nos engins sont quasiment toujours dimensionnés "au pif", et les choix des cotes et assemblages me semblent bien plus prépondérants sur le résulat final. Par exemple, on met un triangle de flottaison monolythique carbone de 4mm ou l'on en fait un en sandwich un peu plus épais, et de combien, et avec quoi, et combien de camelote ?????

Seul PLOP nous fait effleurer du doigt un peu de RDM....

[JMBeraud]

Serge,

 

Je loue et partage ta vision de l'utilisation du verre pour une utilisation astro en général, mais si on veut vraiment comparer les chiffres, ça se discute pour de la photo surtout pour la dilatation thermique:

 

Dilatation thermique: verre = 0.5 à 1 fois l'alu mais 10 fois le carbone

Module longi: verre 2 fois moins bien que l'alu et 3 à 6 fois plus faible que le carbone

Prix: verre 3 à 4 fois moins cher que le carbone

 

A part pour application photo, je te rejoins à 100%, le verre suffit bien.

 

Pour le dimensionnement aussi on se rejoint, l'amateur fait ce que les industriels ont fait pendant des années, copier la conception métallique et remplacer le matériau pour un gain de masse direct à isoperformance... Ma foi c'est une bonne première étape. Nul besoin de RDM à ce stade. La pifométrie fait son oeuvre, et avec un bon pif on s'en sort généralement bien.

Surdimmensionner n'est pas un souci en ce qui nous concerne, 1Kg de plus sur 10Kg ne pose pas de problème particulier pour la monture, alors même qu'une surmasse de 10% est inenvisageable dans bien des domaines. Profitons-en.

 

Après, pour le coût, je me demande quand même si une économie de 100€ à 200€ (écart approximatif entre verre et carbone pour 5m² de tissu environ) est significative quand on pense que la matériel astro dépasse la plupart du temps largement cette somme pour le reste de l'équipement. Je comprends tout de même que c'est une somme, mais à mettre en perspective du reste de ses bricolages ou achats périphériques.

 

Autre remarque, je ne dirai pas que travailler le carbone (ou le verre) est dégueulasse. Franchement avec un peu de méthode on ne salit que les gants (et encore) et le pinceau.

 

Bien amicalement,

 

JMarc

Modifié 17 janvier 2013 par JMBeraud

[Invité]

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

 

Eh bin voilà, j'ai trouvé mon maitre!

7kg6 pour un tube de 250 (miroir compris)!

Pour un 300 on doit pouvoir faire un petit 11kg, non?

En tout cas, ton travail me fait rever!

[JMBeraud]

Bonsoir tout le monde,

 

Et oui, ce projet est encore en cours... et j'espère même encore en voir le bout avant la fin de l'année.

 

Voici quelques nouvelles. Je me suis amusé à anodiser quelques inserts alu (un gros merci à quelqu’un qui se reconnaitra), avec l'appui de J12 ici présent qui m'a prodigué de très bons conseils.... J'ai fait deux séries, dont la deuxième est ici en photo, avec un bon paquet d'inserts. Certains n'ont pas pris la teinte, car je pense qu'ils n'ont pas eu un assez bon contact avec mon fil de Titane ou qu'elles n'étaient pas assez propres. Je les reprendrai car j'en aurai besoin pour la suite. Heureusement ceux que j'ai en noir et ceux que j'avais déjà anodisés en bleu me suffisent pour finir le barillet.

 

En gros les étapes de l'anodisation selon conseils de Julien (qui me reprendra j'espère si je me goure):

- Anodisation 45' dans Acide Sulfurique à 20%, 1.5A/12V pour 100cm² de pièces

- Rinçage eua déminéralisée

- Coloration 15' à 50°C eau déminéralisée + colorant

- Colmatage - 30' eau déminéralisée bouillante

 

 

 

Le barillet donc, pour mémoire est un double étage avec une rotule centrale, genre comme ça, pièce du bas:

 

J’ai fait réalisé une pièce alu pour associer le palier (c’en est un) avec ma partie haute de barillet) :

 

 

J’ai donc fixé le palier d’un coté sur le fond du barillet :

 

Et l’autre partie sue la face inférieure de la partie supérieure du barillet (vue à l’envers ici pour ceux qui suivent ces explication pas très claires ) :

 

Au final ça donne ça, un barillet double étage avec collimation par trois vis poussantes seulement. Quand elles sont en appui, le tout est béton, pas de fléchissement. La rotule fonctionne prafaitement, je suis bien content de ça. Après, c’est le ciel qui donnera son verdict mais de mon point de vue cela ne peut pas être plus stable.

 

 

Vue arrière avec gros plan sur l’attache du palier sur le fond du barillet:

 

 

Ma prochaine étape, attache de tout ça sur le tube avec système de montage/démontage « rapide et fiable», car je compte monter le miroir avec le barillet sur le tube déjà positionné à la monture. Je ne donne pas de date pour cette étape, vous voyez sûrement pourquoi ! 

 

Bonne soirée,

Jean-Marc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[ABDEL1982]

Bonsoir tout le monde,

 

Et oui, ce projet est encore en cours... et j'espère même encore en voir le bout avant la fin de l'année.

 

Voici quelques nouvelles. Je me suis amusé à anodiser quelques inserts alu (un gros merci à quelqu’un qui se reconnaitra), avec l'appui de J12 ici présent qui m'a prodigué de très bons conseils.... J'ai fait deux séries, dont la deuxième est ici en photo, avec un bon paquet d'inserts. Certains n'ont pas pris la teinte, car je pense qu'ils n'ont pas eu un assez bon contact avec mon fil de Titane ou qu'elles n'étaient pas assez propres. Je les reprendrai car j'en aurai besoin pour la suite. Heureusement ceux que j'ai en noir et ceux que j'avais déjà anodisés en bleu me suffisent pour finir le barillet.

 

En gros les étapes de l'anodisation selon conseils de Julien (qui me reprendra j'espère si je me goure):

- Anodisation 45' dans Acide Sulfurique à 20%, 1.5A/12V pour 100cm² de pièces

- Rinçage eua déminéralisée

- Coloration 15' à 50°C eau déminéralisée + colorant

- Colmatage - 30' eau déminéralisée bouillante

 

 

 

Le barillet donc, pour mémoire est un double étage avec une rotule centrale, genre comme ça, pièce du bas:

 

J’ai fait réalisé une pièce alu pour associer le palier (c’en est un) avec ma partie haute de barillet) :

 

 

J’ai donc fixé le palier d’un coté sur le fond du barillet :

 

Et l’autre partie sue la face inférieure de la partie supérieure du barillet (vue à l’envers ici pour ceux qui suivent ces explication pas très claires ) :

 

Au final ça donne ça, un barillet double étage avec collimation par trois vis poussantes seulement. Quand elles sont en appui, le tout est béton, pas de fléchissement. La rotule fonctionne prafaitement, je suis bien content de ça. Après, c’est le ciel qui donnera son verdict mais de mon point de vue cela ne peut pas être plus stable.

 

 

Vue arrière avec gros plan sur l’attache du palier sur le fond du barillet:

 

 

Ma prochaine étape, attache de tout ça sur le tube avec système de montage/démontage « rapide et fiable», car je compte monter le miroir avec le barillet sur le tube déjà positionné à la monture. Je ne donne pas de date pour cette étape, vous voyez sûrement pourquoi ! 

 

Bonne soirée,

Jean-Marc

 

Salut jean marc

Qu'est ce que c'est bien foutu!

Du travail de pro;

bonne continuation;)

[zeubeu]

Comment tu fais avec trois vis poussantes ? Quand tu en visses une tu dois desserrer les 2 autres ?

[serge vieillard]

c'est sublime !!!!

[JMBeraud]

Merci Abdel!

 

Bonsoir Fred,

Comment tu fais avec trois vis poussantes ? Quand tu en visses une tu dois desserrer les 2 autres ?

Non pas deux, une seule. En fait je me dis que si ça marche sur un Dob, je ne vois pas pourquoi cela ne marcherait pas sur un equato. J'ai beau chercher je ne trouve pas... Avec la rotule centrale faisant office de pivot, ça a l'air de bien fonctionner. Si j'oublies un point important merci de me prévenir, je peux encore ajouter des vis tirantes, mais je n'en vois pas l'utilité.

J'ai trois ressorts dans des plots sous la partie haute du barillet (pas encore installé donc pas sur les photos). Quand je veux changer l'inclinaison du miroir, je débloque une vis, et je serre celle qu'il faut pour incliner le miroir comme je veux. Les ressorts font en sorte que le miroir ne ballote pas en laissant bien la partie haute en "suspension". Avec les écrous molletés je peux ensuite bloquer les vis en position. C'est béton.

 

Serge, merci mon ami ! Venant d'un artiste accompli comme toi cela me touche .

Et attention particulière à ton égard, si tu te souviens une de tes interventions ici même que j'ai pris très au sérieux sur les inserts des appuis latéraux, j'ai modifié ça :

 

 

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud