PROCESSO DE ABERTURA DE CURVATURA E POLIMENTO DE UM ESPELHO ESFERICO PARA TELESCÓPIO NEWTONIANO

Texto

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£ng. Diomar Cesar Lobão 1. Process o de Abertura de Curvatura na chapa de Vidro

1.1 - Neste processo serã usado uma chapa de vidro liso de 15 mm de espessura e com <f>6" (150 mm).

Com o vidro adquir ido e cortado de uma forma circular , você passara em primeiro lugar a es me ri lh ar os bordos com uma pe dra cir cu la r de esmeril para evitar eventuais acidentes. Esta chapa com 15 mm de espessur a sera seu futuro espelho .Estretanto e nec e s s á r i o adqui ri r uma outra chapa de vidro com o mesmo diame^

tro (4>6") porem com 7 mm de espessura ou mais. Isto depende de sua di sp o s i ç ã o em c o ns eg ui r o material. Esta chapa sera sua fe_r r a m e n t a .

Dizemos fe rramenta pois serã esta peça que i rã ficar fi_

x a , e a chapa de 15 mm de espessura seu espelho que i rã se movj_

m e n t a r para execução da curvatura.

1.2 - Serã necessário ter em mãos uma mesa velha ou uma ba ncad a para se realizar o serviço.

Deve-se consegu ir um pedaço de tãbua de 20 mm de 'espe^

sura e com o diâ metro da ferramenta ou seja 4)6" (150 mm). Tambem uns 200 gr de piche (ver Ttem 1 .3 e 3.2).

1.3 - Voei deve adquirir o esmeril ou carbur undu m das granulornetriaS : n9 60 , n9 80 , n9 120, n9 180, n9 220 , n9 300 ou 360, n9 400, n9 500, n9 500, n9 1000; para fazer o polimento de ve usar Alumina (Al 2^3) ou Gxido de Ferro Anidro ( F e2 0 3).

1.4 - Voei não deve se preocup ar se não enc ontrar todas as gra n u l o m e t r ia s do carburundum, pois não i tão significante \ e n t r e t a n t o deve-se ter pelo menos duas granul ometri as de 60a-100, 1 0 0 - 2 0 0, 2 0 0 - 500, e nat ura lmente 1 0 0 0, juntamente com 0 ma

terial de finos para polimento. ,

1.5 - Bem, com 0 esmeril 80 faz-se uma superfície opaca retire por completo 0 polimento de um dos lados da ferramenta

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0 2 .

e do espelho. Isto se faz, col oc ando o esmeril em contato da f e r r a m e n t a e o espelho por cima e com moviment os de vai e vem no espelho. Pr ocura-se exe cu ta r o proposto.

Voei deve muda r a posiçaoda ferramenta e do espelho a cada m o v i m e n t o de vai e vem . Isto para não criar bolsões e ele vações no espelho e na f e r r a m e n t a , r e s p e c t i v a m e n t e ( F i g . l).

1.6 - Depois que as peças ja es ti ver em opacas, so de um lado cada uma.

F i g u r a 1

N/oci vai esq uenta r o piche ate derreti-lo e derramar sobre a s u p er fí cie opaca da ferramenta ('çob ri ndo-a tot alme nte ) como tambem no pedaço de tábua, e col ã-1 os(Fig. 2)

Mais ou menos a s s u m a s t r i s horas todo o conjunto estará bem colado, madeira e ferramenta.

1.7 - Depois de ter feito o con junto ferramenta e ma deira voei deverá fixar este con ju nt o,na -mesa ou bancada,da se

guin te forma : com quatro pedaços de mad eira 2 x 4 cm • procurar se-ã f i X a r a peça de mad eira por pr essão(Fi g* 3)

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03

P I G U R A 3

- ~ -

7T/7Í zr:j£‘í'* l

1.8 - Você agora esta pronto para começar a abrir a curva turajentre tanto,não tem o gabarito.-

Dizemos gabarito vas peças que vão possuir a cu rvatura de seu e s p e l h o ; consta de dois g a b a r i t o s r u m para a ferramenta e outro para o espelho.

Como o espelho é de $6“ o compri men to da distancia f£

cal serã 8 x 6 = 48" ou 1200 mm = l,20m. Logo a curvatura seri de 2400 mm ou 2,40m.

Você devera comprar uma chapa de vidro com 170 x 1 OOmn e com a espess ur a de 1/8" ou a que voce achar suficiente. Nao precisa ser espessa.

Com um diamante amarrado num fio de algodão bem resi£

tente e o menos 1 ndeformavel , medi nd o 2,40 m, fixo na extremi_

d a d e , voei ira cortar a chapa da seguinte forma :

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Como o diamante irá cortar com a curvatura de 2 }40m vo cê terã dois gaba ri tos(Fig. 5);

com 0 auxílio destes gabaritos voce paderã control ar sua curva_

tura quando come ça r usar 0 esmeril.

Ob serv an do que os Esmeris de Granulometri a Baixa são os que abrem rapidame nte a curvatura, e preciso controlar sempre. Ob se rvan do também que os esmeriS de 220 e maisfino.s vao c o r r i g i r as crateras e deformações dos Esmeris Baixos. Lembrando que, sempre um esmeril mais fino tira os defeitos do que 0 prece

d e . .?

2. A b e r t u r a da Curvatura

2.1 - Estando a ferramenta assentada você c o l o c a 7 com 0 auxíli o de uma colhe rin ha de p l ã s t i c o fum pouco de carburun dum nG

mero 80 na ferra men ta e acopla 0 espelho em cima y comece com os se gu int es movimentos : se voei começar a executar movimentos ci£

culares para direita com 0 espe lh Oj VOci tera que executar movi_

mentos para esquerda de ±60° na' ferramenta, ou seja, depois que você gira umas oito vezes 0 espelho sobre a ferramenta você gira_

rã a ferramen ta em sentido contrario uns 60° e a s s i m ^ sucessiva_

m e n t e j a t i sentir a necessidade de colocar mais carburundum.

(Fig. 6 ).

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2.2 - Após ter testado com o gabarito a curvatura aber ta com o esmeril e você ter notado que a curvatura jã estã pro

nu nci ada o bast ant e para sobrar ±1 mm de folga no bordo do espe lho em contato com o gabarito você poderá mudar de e s m e r i1(Fig.7 ).

2.3 - Sabe, como voei co meçoua abri r a curvatura, vai su_r gir nos bordos do espelho ;uma certa supe rfí cie de corte, e isso, as v e z e s , q u e b r a e o caco arranha na hora de passar a esmerilhar;

logo devemos, de tempos em tempos, desbastar este bordo com uma pe^

dra de esmeril evitanto esta superfTci e pontiaguda e de corte(.

Pig. 8)

2.'4 - Logo que voce alcançou a curvatura como no item 2.2 , voce pode trocar de esmeril passando a notar que todas as crateras ou brocas e pequenos arranhões sejam tirados por comple^

tos. Observe voei que este processo começa a ser esmerilha_

do a seco por facilitar e andar mais rápido; e n t r e t a n t o , quando voei chegar ao car b u r u n d u m n9 400, 500 ou 600, ou 1000 o proce^

so será umido, ou molhado, pois,nesta fase, como a curvatura ja, foi aberta, os carburunduns finos irão corrig ir as imperfeições e co meçar a trata r a super fT ci e para o polimento. Logo eu acon

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0 6 .

selho para os carburun duns 500 em diante^^o processo de esmeri_

lhar seja feito com agua e não 'a seco (ver Ttem 2.5). 0 t r a b a l h o com os finos devera durar tanto quanto necessário ati que não se tenha nenh um defe ito na super fície do esp elho,tais como riscos , cra ter as, brocas etc., pois a qualida de do espelho depende da técn ica de esm erilhar, nunca dei xando acumu lar .carburundum • no centro ou nos bordos do esp elho (evita a chamada borda caída) Nesta fase o uso dos gabaritos jã não e necessário , pois,parte do pr incí pi o que ja se tenha a c ur va tura desejada.

2.5 - Nesta parte,co mo sendo necessãrio, devo dizer que a se.quincia de mov im en tos para traba lh ar com os carbur und uns fi_

nos n9 500 - 1000, são diferentes.

Bem, como a curvat ura jã esta feita,os carburunduns fj_

nos irão de certa forma passar a corri gir as imperfeições que ainda persi st em; logo seus movimen tos não mais precisam ser cir cu lares e com pre ssão de contato. Basta porem executar mo vi men to de peq uena amplitude vai e vem , sendo que,de tempos em tempos, a l t e r n a n d o em mo vim entos co ntr ar ios ,o e s p e l h o e a ferramenta; e£

tretanto, o mo vi m e n t o do esmeril devera ser curto e de vai e vem.

( F i g . 9 ) -

/

G

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3. P o 1 i mento

3.1 - Quando todo processo de esmeriS finos ter passa_

do, e not a-se que devera ser longo por considerações jã feitas, n a t u r a l m e n t e , t/ocê passará a e xe cutar o pol imen to que precisara

de mais algum material.

3.2 - Devera ser comprado numa loja de tecidos, nat£

ralmente, 0,50 ou 1 metro de naylon para guarda-chuv a ou jersey, pois são estes os mais indicados ( s ã o mais duráveis); ejn tr et a n t o , s e q u i s e r , p o d e comprar flanela (é mais barato).

Você deverá recortar um quadrado de 20 cm de lado e p re gá -lo sobre a ferramen ta por inte rmé dio de tachinhas n9 3 ou 2 em toda a volta da mad eir a que está colada -embaixo da ferr£

menta. 0 pano devera ser pregado e esticado u n i f o r m e m e n t e por toda sua extensão(F ig. l O j / V

3.3 - Depois de ter e x ecuta do esta operação vocé tor na f ix ar a ferramenta, agora “ves.ti da'*,na mesa.

Molhe toda a fe rra menta ee _s pelho e cubra todo o pano usado com uma p u l v e riza çã o ho mo g ê n e a de Õxido de Ferro Anidro ou A l u m i n a ( o que voce co nseguir ad qu iri r e fon usar), e comece a p£

lir com mo viment os de vai e vem tambem de pequena amplitude.

Naturalm en te voei terá que efetuar os mesmos mov imen tos de sentidos contrários no espelho e ferramenta.

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e •

0 8 . 0 processo de polimento não tem um limite determinado e s p e c i f i c a m e n t e , p o i s , t a n t o me lhor p o1ido,melhor será seu poder de re flex ão da luz. Ent retan to ,d ep oi s de umas 48 horas de poli

voei pode na U j

r a lme nt ej O espelho ji se encontra em bom estado (ver observação n9 3.4.3) .

mento, ou seja, seis dias de oito horas de trabalho,

.. , . panar _

di ze r se acha con veniente ou nao, pois,depois deste tempo,

3.4 - Obs er vaç ões •

3.4.1 - Quando voei tornou o espelho opaco e fosco,este lado será o fundo do espelho e , naturalmente , o lado polido que ira se processar a abertura da c u r v a t u r a .

de na

de 3.4.2.- Deve ter em mente que o processo e longo e

morado, bastando por isso calma e paciincia sua confecção.

3.4.3 - L og o, quan do adq ui ri r o espelho um bom poder reflexão, voei poderá passá-lo no teste de F o u c a u l t o u de Ronchi para avaliar seu tipo

curvatura ) . se está com borda caída ou mais de um foco* Se houver algum defeito voei deverá voltar para o c a r b ur un du m n9 500 e repetir todo o processo ate novo teste .

de

3.4.4 - Se re alizar com perícia não terá problemas; en tre t a n t o , mui to cuidado no processo de esmerílj_

z a ç ã o , poi s}e aT que as vezes aparecem defeitos que serão notados sõ quando se faz os testes.

3.4.5 - Voei ao fazer o processo dos grossos a seco, de vera e s m e ri lh ar ate total consumo do carburundum;

então voei colocará uma nova quanti dad e com uma colherinha .e repitirao mesmo processo. Ji na fa se molha da voei precisa tomar cuidado com o v£

cuo. Logo, m ant enha sempre o espelho e ferramen ta úmidose nunca os deixe em contato estático por mais de uns décimos de segundos sem movimento para

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evitar a união das duas peças por formação do vãcuo entre elas. Logo cuidado; se houver o caso de colagem voce devera colocar o conjuji to no sol e esperar até que se soltem por si

- h ~ _

so. Nao tente descolar . Isto implicara em pe rigo de qu ebrar alguma das peças e aT todo o serviço sera perdido.

3.4.6 - Para voei verifi car se o espelho esta com boa cu rva tura(e sem despesas)?voce sempre depois de cada 10 ou 15 minutos de esmerilização

lava o espelho, o enxuga e observa como es_

ta a supe rf íci e CvocÍ também descança as co£

tas um pouco) )

3.4.7 - Nunca devera m i s t u r a r esmeril de uma grânulo metr ia com outra e o processo deve ser execu^

tado numa sala onde não vente com intensidade, para evit ar a queda de partículas sobre a su^

perfTcie trabalhada.

3.4.8 - Se o pano usado no polimento furar ou rasgar voei tera que removi-lo e tornar a pregar o£

tro pano em perfeitas condições. Se usar Õxj_

do de Ferro Anidro, cuidado pois i de uma cor ocre e suja tudo de ocre que es ti ve r em conta^

to. L og o, es colha um local de trabalho bem afas tad o das atividades rotineiras do lar.

4. Teste de Ronchi

Este teste como o de Foucault, e utilizado para fo_r n ecer ao co nstr ut or informações de como esta a superfície traba_

lhada e qual sua forma, pois desta man eira ele poderá controlar a forma desejada.

0 teste e baseado na difraçãc da luz refletida pelo espe lho numa rede localiza da antes do centro de curvatura do espelho, onde se colocara o o bser va do r( Pl g* 14)*

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1 0 . Para realizar este teste e necessár io a construção de alguns eq ui pame nto s de fácil ma nu fatura como veremos a seguir.

4.1 - Construção do Suporte do Espelho

Você deverá ad qu irir uma madeira com uma espessura de 15 mm ou mais com 160 mm de lado, sendo quadrada, mais uma peça com 120 x 1 6 0 mm, e dois calços de mesma espessura porem da for ma m o s t r a d a no desenho abaixo(.Fig* n e 12).

Os calços podem ser colocados e pos su ire m uma inclinação conve nient e a per mi ti r o a s s e n ta me nto" do espelho sem esforços. A pre

Figura 12 calço

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4.2 - Contrução de uma grade de fios (desenho auto-expli cativo com medidas que se ajustem ao suporte do espelho (Fig. 10)^

Figura 13

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4.4 - Aspectos assumidos pela superfTcie do espelho

b. esferÕide Agrade próxima ao FI) c. esferoide com borda caTda

d. parabo lói de

e. esfe roi de com elevação central f. esferoi de com elevação anular

Se o aspecto de seu espelho est iver estre os casos a , b, d voei tera um espelho que fornecera imagens razoaveis. Ja pa:!

ra os casos c, § ou Jf voei tera que voltar ao processo de poli_

mento, para cor rigir estas irregula r i d a d e s .

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Referências

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