Parabolform schmelze zentrifugalkraft

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mlanzler

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Guten Tag zusammen und zwar ich habe eine Frage, ich wollte mal auf eine neue art und weiße einen spiegel mit einer parabol form herstellen.
So ich habe schon viel darüber recherchiert aber konnte nichts passenden im www finden.es geht um die frage erstmal wie ich die gewünschte funktion bzw parabel aufstelle für einen spiegel mit 1m durchmesser und einen brennpunkt von 2m entfernung. So das alles licht was auf den spiegel trifft in 2 meter entfernung im brennpunkt liegt. nun wie rechnel ich dafür die spezielle parabel aus? oder sagen wir es so, ich würde gerne den spiegel herstellen in dem ich die flüssige metalllegierung mit der richtigen drehzahl erstarren lasse um die parabelform zu erhalten. Wie kann ich die Drehzahl errechnen um die gewünschte parabel zu erstellen?

Daten: Durchmesser 1meter
Brennpunkt 2meter
Material Aluminium

könnte mir dabei jemand helfen?
Dabei geht es rein nur erstmal um das verständniss, würde das nämlich mal im kleinen maßstab gerne ausprobieren.
 
Beindruckende Schlagzahl!
Ich schließe daraus, dass du deinen Segmentspiegel schon fertig hast !?

https://www.stathis-firstlight.de/spiegelschleifen/

Lies dir das mal in Ruhe durch und überleg dann nochmal.

In der Spiegelherstellung gibt es keine „low hanging fruits“.

Und stell dir mal die Frage, wenn so ein Verfahren, wie du es beschreibst, funktionieren würde, warum es dann noch niemand gemacht hat.

Tatsächlich gibt es ein Quecksilberteleskop, das rotiert. Sehr leicht im Internet zu finden.
Probier doch erstmal sowas…

Frohe Weihnachten!
Alex
 
Nein das ist gerade die überlegung ob ich den Segmentspiegel villeicht erstmal warten lasse und mich daran traue, warum das keiner macht? weill kaum jemand die möglichkeit hat einen sich über tage/wochen drehen ofen zu haben? Aber darum geht es erstmal nicht, würde gerne in kleinen maßstab so ein 100-200mm spiegel gerne per Schmelze herzustellen. Ja das flüssige Quecksilberteleskop kenne ich schon. Aber das passt ja nicht in mein Intresse, da es nur auf einen fixen punkt schauen kann und Quecksilber extrem giftig ist.
 
Zitat von mlanzler:
weill kaum jemand die möglichkeit hat einen sich über tage/wochen drehen ofen zu haben?
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Aber du hast die Möglichkeit oder wie?

Mal anders gefragt, warum hat dannkein (Forschungs-)Institut, NASA, ESA, Russland, etc. sowas gemacht ?

Setz dich doch erstmal mit den erforderlichen Genauigkeiten auseinander, war schon Thema bei deinem Segmentspiegel. Unmöglich einen Schmelzofen auf Nanometer genau rotieren zu lassen, plus spannungs- und verzugsfrei auskühlung, etc.

So mehr man darüber nachdenkt, fragt man sich ob du das wirklich Ernst meinst oder hier eine versteckte „verstehen Sie Spaß“ Veranstaltung machst.
 
Kennst Du das? Flüssigspiegelteleskope
Dein Paraboloid in der 100%igen Schmelze formt sich durch die Verhältnisse von Erdbeschleunigung, Auftrieb und Zentripetalkraft.

Allerdings verläuft das erstarren von Metallschmelzen nicht ganz so wie man es für deine Anwendung gerne hätte - du wirst es nur schwer schaffen, das ganze Paket absolut gleichzeitig zum erstarren zu bringen, und so Grenzbereiche haben wo fest und flüssig miteinander agieren die bestimmt nicht grade werden. Und dann die Problematik das Metalle schmelzen fast immer mit irgendwelcher Oxidbildung auf der Oberfläche einhergeht.
Auch das Aluminium wird, nachdem es vielleicht frisch noch schön glänzen sollte, an der Luft einen Oxidüberzug kriegen.

Übe mal in kleinem Maßstab mit Lötzinn (das braucht nur wenig Hitze legierungsabhängig und glänzt - zeitweise.)
Oder mit Galinstan, das ist bei Raumtemperatur flüssig und erstarrt in der Nähe von -20°C.

Bei der ganzen Angelegenheit ist die tatsächliche Einstellung der Drehzahl - mit der man einiges an Rechenfehler ausgleichen könnte - noch das kleinste Problem.

Gruß
Hendrik
 
Ja die möglichkeit im kleinen maßstab habe ich, aber nicht im großen maßstab, Habe mich darüber informiert und habe ja auch schon spiegel selber hergestell auf die standard weiße. Mir geht es garnicht darum das wenn der spiegel dann ausgeglüht wäre perfekt ist, nacharbeiten sind sogar erwünscht um die unterschiede festzustellen. Mir geht es hauptsächlich um den kleinen maßstab mal um es zu testen, ist ja auch gut möglich das es nichts wird, aber schlauer werde ich erst nach dem probieren.
 
Hallo,

die Idee ist nicht neu. Solche Versuche gab es seit den 1930ern immer wieder mal. Vernünftige Teleskopspiegel sind dabei aber wohl nie herausgekommen.

Überleg doch ein mal, dass Spiegelschleifer beim Polieren den Spiegel vor dem Test (Foucault Probe) erst mal wieder abkühlen lassen, weil der Paraboloid beim frisch polierten Spiegel nach dem abkühlen keiner mehr ist. Dabei geht es da um kleine Temperaturdifferenzen, bei einer Schmelze geht es um hunderte Kelvin - was für eine Hausnummer!

CS und weiter viel Mut wünscht Gerhard
 
Hallo Namenloser,

irgendwie habe ich bei dir das Gefühl das du jede Gedankenblase zu Herstellung großer Spiegel hier loswerden willst.
Mit allem nötigem Respekt halte ich deine bis jetzt gelesenen Vorhaben für Unsinn. Darfst mich aber gern eines Besseren belehren, oder ich lasse die Zeit für mich arbeiten und schaue mal nach längerer Zeit was aus deinen Ideen geworden ist.
Hätte auch gern mal gesehen, was du schon so alles an Optiken gebaut hast, bis hin zu deinem 650 f/3. Aber nur du weist, warum du keinen Internetauftritt hast oder ein paar mehr Details in deinen Daten.

Gruß und ein schönes Weihnachtsfest
Thomas
 
Das Vorhaben ist nicht unbedingt Unsinn. So etwas wird u.a. von Zeiss gemacht.
Nur bekommt man dadurch keinen fertigen Spiegel, sondern man spart Zeit, weil man nicht so viel Material bis zur fertigen Form abtragen muss.
Es ensteht also "nur" eine Rohform.

cs
Christian
 
Zitat von astro_alex80:
Mal anders gefragt, warum hat dannkein (Forschungs-)Institut, NASA, ESA, Russland, etc. sowas gemacht ?
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wird gemacht! Die ganz großen Spiegel werden im spin cast Verfahren hergestellt:

Spin casting (mirrors) - Wikipedia

en.wikipedia.org en.wikipedia.org

furnace-spinning-logo-only.gif

The mirror-casting furnace in full spin. Credit: Richard F. Caris Mirror Lab, The University of Arizona

lg Tommy
 
genau die habe ich nämlich auch gesehen, sogar für das magellan teleskop wurden so die spiegel hergestellt, natürlich alles riesen groß, aber eine drehen apperatur von 30cm durchmesser ist machbar, nur die frage ist halt nach der Drehzahl, würde mich schon intressieren wie das ergebniss am ende ist.
 
Hallo,

soviel ich weiß, wird das aber dann noch fertig geschliffenen. Bei den Riesentrümmern will man sich da nur viel Schleifarbeit ersparen. Ob sich das bei Spiegeln in Amateurgröße schon lohnt, weiß ich nicht. Das macht man dann wohl auch besser in Spezialglas mit geringem Temperaturausdehnungkoeffizienten und nicht in Metall.
Wenn es nur um die Gedankenübung geht, dann findet man die Formeln für parabolische Oberflächen von rotierenden Flüssigkeiten in den meisten Strömungslehreskripts, z.B.:
Viel Spaß beim Rechnen.

Gruß

*entfernt*

PS: Und wenn es um die Berechnung des Brennpunkts geht, da schaut man mal nach unter "Brennpunkt einer Parabel" z.B. in Wikipedia. Mit der Parabelgeichung für die Flüssigkeitsoberfläche sollte das dann kein Hexenwerk sein. Ein wenig eigenständige Transferleistung muß sein.
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Wie von Tommy bereits gesagt, wird die Technik des spin-casting bei professionellen Primärspiegeln mit Durchmessern von vielen Metern schon lange eingesetzt. Das Verfahren wurde insbesondere von Roger Angel an der University of Arizona entwickelt. Der Formalismus für den Zusammenhang zwischen Drehgeschwindigkeit des Ofens und der erzielten Brennweite des Parabolspiegels ist denkbar einfach, siehe Rotating Furnace

2 f ω² = g

Dabei ist

f = Brennweite des Paraboloiden

ω = Winkelgeschwindigkeit in Radian pro Zeit = 2π/T

g = 9,81 m/s² = Erdbeschleunigung

Z.B. für eine Brennweite von 2 m braucht man dann eine Winkelgeschwindigkeit von

ω² = g / (2 f) = 9,81 m/s² / 4 m = 2,45 /s²

ω = 2π/T = 1,566 /s

oder eine volle 2π-Umdrehung (360°) des Ofens in

T = 4,012 Sekunden

Wie bereits betont, ist der technische Aufwand aber immens:

Siehe dazu u.a. GMT
 
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