Cutie de viteze precisă și stabilă de la imprimanta 3D - componente rentabile pentru astrofotografie

• De ce era nevoie: o cutie de viteze care să rotească un dispozitiv cu cameră și obiectiv la 360° în 24 de ore
• Metoda de fabricație: extrudarea filamentului (FDM)
• Cerințe: rentabilitate, viteze de rotație variate, dar precise, rezistență ridicată a dispozitivului
• Material: iglidur I150
• Industrie: astrofotografie
• Succes prin colaborare: precizie ridicată, durabilitate și rezistență la abraziune, frecare scăzută datorită șaibelor de presiune

Mecanismul cu cutia de viteze și panoul de comandă extern trebuie să asigure o rotație stabilă pentru camera SLR și telescop.

Aplicația dintr-o privire:
În astrofotografie, diferite corpuri cerești sunt fotografiate prin expunere în timp și stocate pe un mediu adecvat. Oricine a schimbat vreodată timpul de expunere la telefonul mobil sau camera digitală știe că fotografiile făcute cu un timp de expunere lung pot fi estompate de modificări minime. Pământul se rotește în jurul axei sale și această rotație este o problemă pentru timpii lungi de expunere necesari în astrofotografie. Domnul van Hove de la vhw Digitalart a dezvoltat un dispozitiv care compensează rotația Pământului pentru a înfățișa corpurile cerești în forma lor reală. Cerințele pentru cutia de viteze din plastic au fost o rotație de 360 de grade în exact 24 de ore, suficientă capacitate de încărcare pentru a susține camera cu obiectivul său, stabilitate individuală ridicată a componentelor și rezistență la abraziune. De asemenea, cutia de viteze trebuia să seteze viteze diferite în funcție de corpul ceresc de urmărit. Cutia de viteze și toate suporturile pentru motor și electronică au fost tipărite 3D din tribofilamentul iglidur i150. Pe lângă avantajul de cost al componentelor tipărite 3D, rezistența mare la abraziune a plasticului de înaltă performanță igus și adecvarea pentru aplicații rotative și pivotante au jucat, de asemenea, un rol major în selecția materialului și a procesului de fabricație.
 

Exemplu de schimbare a fotografiei atunci când rotația Pământului este compensată.

Problema

Rotația Pământului trebuie compensată astfel încât să poată fi făcute expuneri lungi pe parcursul a mai multor ore. Dispozitivul care asigură că corpul ceresc care urmează să fie fotografiat nu se mișcă din perspectiva camerei și trebuie să îl miște și pe acesta și cu obiectivul sau telescopul astfel încât să fie stabil. Aceasta include o rotație precisă și uniformă. Un controler și un panou de comandă montat extern trebuie să seteze, de asemenea, viteze de rotație diferite, deoarece timpii de urmărire variază în funcție de obiect.
 

Soluția

Domnul van Hove a găsit materialele potrivite pentru proiectul său în strânsă colaborare cu igus. Lagărul basculant RL-D-20 cu raportul său de transmisie de 1:38 asigură capacitate de încărcare și precizie. Durabilitatea și rezistența la abraziune a angrenajelor și consolelor tipărite 3D se obține cu filamentul optimizat tribologic iglidur i150. Acest material este deosebit de potrivit pentru aplicații cu viteze mici de glisare. Cutia de viteze are un raport de transmisie de 1:243. Frecarea angrenajelor tipărite 3D este redusă și se obține o rotație fără pierderi cu două șaibe de presiune între componente. Domnul van Hove spune despre cooperare că a fost „foarte bună, ca de obicei”.
 

Cum funcționează astrofotografia?

În astrofotografie, corpurile cerești, nebuloasele și alte obiecte de pe cerul nopții sunt fotografiate în lumină vizibilă și stocate pe diverse medii. Camera este orientată pe Polul Nord geografic paralel cu axa Pământului. Înclinarea camerei corespunde latitudinii. Timpul de expunere pentru astfel de fotografii este de câteva ore, motiv pentru care camera trebuie adaptată la rotația zilnică a Pământului. În caz contrar, numai liniile vor fi vizibile în loc de formele reale ale obiectelor. Un dispozitiv adecvat, de urmărire compensează rotația Pământului dacă viteza de rotație corespunde exact cu o rotație pe zi. Există, de asemenea, viteze de rotație diferite în funcție de obiectul de urmărit. Pentru stele, o mișcare de revoluție durează 23 de ore, 56 de minute și 4 secunde. Luna necesită un timp de revoluție de 24 de ore, 52 de minute și 28 de secunde, în timp ce soarele necesită exact 24 de ore.
 

Vizibil mai jos: angrenajele cutiei de viteze.

Precizie ridicată în ciuda sarcinii utile mari

Dispozitivul trebuie să poată susține întreaga greutate a camerei și a obiectivului sau a telescopului pe parcursul unei rotații de 360° timp de 24 de ore. În funcție de dimensiune, model și echipament, acesta poate fi de până la 4 kg. Precizia ridicată a rotației este obținută cu un lagăr basculant cu un raport de transmisie de 1:38. O durată de viață mecanică de cel puțin 1.000.000 de cicluri garantează, de asemenea, o durată de viață lungă pentru întregul sistem. Angrenajul tipărit 3D cu un raport de reducere de 1:243 îmbunătățește rezistența și, de asemenea, are o durată de viață lungă datorită șaibelor de presiune utilizate și plasticului iglidur I150 rezistent la abraziune.
 

Angrenajele și suporturile pentru motor și electronică au fost fabricate din tribofilament iglidur I150.

iglidur I150 - un tribofilament cu multe puncte forte

Filamentul iglidur I150 optimizat tribologic este ușor de procesat și potrivit pentru toate imprimantele 3D din procesul FDM. Pe lângă rezistența ridicată la abraziune la viteze mici de alunecare și proprietățile mecanice bune ale polimerului de înaltă performanță, iglidur I150 este potrivit și pentru contactul cu alimentele conform Regulamentului UE 10/2011. Lubrifianții solizi integrați asigură că nu necesită întreținere și majoritatea aplicațiilor beneficiază de rezistența sa și de aderența stratului.
 

Detaliat: angrenaje din iglidur I150 și șaibele de presiune dintre ele.