Teleskop-Spiegel aus Carbon

[vejo]

Liebe Glaswürmer,

Bei den Berechnungen für den Selbstbau eines Yolo-Teleskopes hat mich immer wieder das hohe Gewicht der Spiegel gestört:
=> sensible Spiegel-Lagerung
=> schweres Rohr, um den schweren Spiegel halten zu können
=> schwere Montierung, um das schwere Rohr zu tragen

Dann bin ich auf die Seite
http://www.vdi.de/vdi/organisation/schnellauswahl/techno/arbeitsgebiete/fue/physik/08064/index.php
gestoßen. Hier wird als Trägermaterial anstelle von Glas Carbon verwendet. Allerdings sind die eingesetzten Techniken für die Aufbringung der metallischen Bearbeitungsschicht für den Amateur nicht wirklich erreichbar.

Daher der Gedanke, die Schleifschale (die ja eine hochgenaue Kugeloberfläche bildet) mit einem dünnen Metallblech (Alu oder Silber, vielleicht 0.1 mm) zu überziehen und darauf mit Carbon-Gelege den Träger aufzubauen (laminieren). Wenn man die Rückseite mit Carbon verstrebt ( http://www.altec-composite.de/p_Carbon-Flat-Rod.html ), dann würden wahrscheinlich 5 mm Laminat ausreichen. Eine gute Beschreibung für die Vakuum-Laminierung habe ich unter http://www.spsystems.de/pdfs/vakuumleitfaden.pdf gefunden.

Die Metall-Oberfläche könnte man dann feinschleifen und wie gewohnt polieren. Zuletzt müsste ein Oberflächen-Schutz (wie die Quarz-Schicht über der Aluminisierung) aufgebracht
werden (ohne allzu hohe Temperaturen zu verwenden).

In Summe müsste ein hochfester Spiegel mit 1/4 des Gewichts eines Glas-Spiegels möglich sein. Dazu kommen die idealen Eigenschaften von Carbon (geringer Wärmeausdehnungskoeffizient in der Faserrichtung, hohe Steife).


Bei der ganzen Sache stellen sich jetzt ein paar Fragen:
- kann man ein dünnes Metallblech ausreichend genau an die Schleifschale anpassen (Treiben?)
- reicht die Homogenität dieses Metallblechs für die gewünschte Anwendung aus?
- kann mit einem Metallspiegel die notwendige geringe Oberflächen-Porosität erreicht werden? Glaube aber schon, Newton und Herschel haben ja auch Metallspiegel verwendet.
- inwieweit verändert das bei der Laminierung eingesetzte Epoxy-Harz den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Carbon-Gewebes?


Und jetzt die wichtigste Frage:
hat das schon mal wer probiert???

 

[Haasi]

Prinzipiell dolle Idee, aber...
(ich hab ja so was auch noch ned gemacht, nur so ein paar Gedanken)

Mal zum Metallblech: Jedes Metall, das verformt wird, federt ja zu einem gewissen Grad zurück also schwierig.
Chemisch abscheiden ginge wohl. Ich hab jetzt nicht im Kopf, welche Dicken man damit erreicht, könnte aber in dem Spiegelbeschichtungsthread was stehen - ichb befürchte aber recht dünne Schichten (es soll ja darauf noch poliert werden)
Es gibt auch noch das Ionenabscheiden, aber da müßte ja die Schleifschale eine Elektrode sein. Da sind aber dann dickere Schichten erreichbar. Porosität kann ich nix sagen.

Du hast ja selber schon gesagt: entlang der Faser. Die Wärmedehnung quer zur Faser ist nämlich nicht zu verachten und liegt im normalen Kunststoffbereich. Der Kunststoff will sich ja dehen, die Faser ist nur stärker (steifer) und hält dagegen.
Kann natürlich sein, daß man das alles berechnen kann, weiß ich ned.

Mal nebenbei: Du brauchst ja eine zweite sehr genau bearbeitete Fläche mit der Schleifschale.

Und die Werte, die da mit etlichen Schichten erreicht wurden (rund 900 nm p-v) sind nicht so berauschend.

Wenn ich da den Aufwand mit einem Glaskeramik-Spiegel vergleiche, der dann noch eine Wabenstruktur in die Rückseite eingefräst bekommt und dann auch für einen größeren Temperaturbereich anwendbar ist ...

Und für den Amateur-Bereich sind doch schon einige dünne, leichte Spiegel geschliffen worden.

Aber weil oben der Yolo fiel: Wenn ich das Prinzip richtig verstanden habe, ist doch gerade dort wichtig, daß der Spiegel, der verbogen wird, eben in alle Richtungen gleiches E-Modul besitzt. Das halte ich bei einem faserverstärkten Werkstoff für schwierig.

Aber dein Vorschlag hat einen großen Vorteil: Wenn Du nach einem Spiegelschliff eine Schleifschale übrig hast, sind die Kosten für einen Versuch doch erträglich, also ausprobieren!
Im dümmsten Fall hat man eben den leichtesten Rasierspiegel der Welt!

Ciao