O redutor preciso e estável da impressora 3D - componentes econômicos para astrofotografia

• O que era necessário: um redutor que gira um dispositivo com câmera e lente 360° em 24 horas
• Método de fabricação: extrusão de filamentos (FDM)
• Requisitos: velocidades de rotação econômicas, variadas, mas precisas, alta resistência do dispositivo
• Material: iglidur I150
• Indústria: astrofotografia
• Sucesso da colaboração: alta precisão, força e resistência à abrasão, baixo atrito graças às lavadoras de pó

O mecanismo com o redutor modelar e o painel de controle externo deve garantir uma rotação estável para a câmera SLR e o telescópio.

A aplicação em um relance:
Na astrofotografia, vários corpos celestes são imitados por meio da exposição ao tempo e armazenados em um meio adequado. Qualquer pessoa que já tenha mudado o tempo de exposição em seu telefone celular ou câmera digital sabe que fotos tiradas com um longo tempo de exposição podem ser embaçadas por mudanças mínimas. A Terra gira em torno de seu eixo, e esta rotação é um problema para os longos tempos de exposição exigidos na astrofotografia. O Sr. van Hove da vhw Digitalart desenvolveu um dispositivo que compensa a rotação da Terra a fim de imaginar os corpos celestes em sua forma real. Os requisitos para a caixa de velocidades de plástico foram uma rotação de 360 graus em exatamente 24 horas, capacidade de carga suficiente para suportar a câmera e suas lentes e alta estabilidade de componentes individuais e resistência à abrasão. A caixa de câmbio também precisava definir velocidades diferentes, dependendo do corpo celeste a ser rastreado. A caixa de câmbio e todos os suportes para o motor e a eletrônica foram impressos em 3D a partir do tribofilamento i150 do iglidur. Além da vantagem de custo dos componentes impressos em 3D, a alta resistência à abrasão e a adequação do plástico de alto desempenho igus para aplicações rotacionais e giratórias também desempenharam um papel importante na seleção do material e no processo de fabricação.
 

Exemplo de mudança de foto quando a rotação da Terra é compensada.

Problema

A rotação da Terra deve ser compensada para que exposições longas possam ser feitas ao longo de várias horas. O dispositivo que garante que o corpo celeste a ser fotografado não se mova da perspectiva da câmera e deve movê-lo e a lente ou telescópio para que fique estável. Isso inclui precisão e até rotação. Um controlador e um painel de controle montado externamente também devem definir velocidades de rotação diferentes, pois os tempos de rastreamento variam de acordo com o objeto.
 

Solução

O Sr. van Hove encontrou os materiais certos para o seu projeto em estreita cooperação com a igus. A bucha giratória RL-D-20 com sua redução de engrenagem de 1:38 garante capacidade de carga e precisão. A alta resistência e a resistência à abrasão das engrenagens e suportes impressos em 3D é obtida com o filamento tribologicamente otimizado iglidur i150 . Esse material é especialmente adequado para aplicações com velocidades de deslizamento baixas. O redutor tem uma redução de 1:243. O atrito das engrenagens impressas em 3D é reduzida e a rotação sem perdas é alcançada com duas arruelas de encosto entre os componentes. O Sr. van Hove diz que a cooperação foi "muito boa, como de costume".
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Como funciona a astrofotografia?

Na astrofotografia, corpos celestes, nebulosas e outros objetos no céu noturno são fotografados à luz visível e armazenados em várias mídias. A câmera está orientada no Pólo Norte geográfico paralelo ao eixo da Terra. A inclinação da câmera corresponde à latitude. O tempo de exposição para essas fotografias é de várias horas, e é por isso que a câmera deve ser adaptada à rotação diária da Terra. Caso contrário, apenas as linhas ficarão visíveis em vez das formas reais dos objetos. Um dispositivo apropriado, um tracker compensa a rotação da Terra se a velocidade de rotação corresponder exatamente a uma revolução por dia. Também existem diferentes velocidades de rotação, dependendo do objeto a ser rastreado. Para estrelas, uma revolução leva 23 horas, 56 minutos e 4 segundos. A lua requer um tempo de revolução de 24 horas, 52 minutos e 28 segundos, enquanto o sol requer exatamente 24 horas.
 

Visível abaixo: as engrenagens do redutor.

Alta precisão apesar da alta carga útil

O dispositivo deve ser capaz de suportar todo o peso da câmera e da lente ou do telescópio durante uma rotação de 360° ao longo de 24 horas. Dependendo do tamanho, modelo e equipamento, isso pode ser de até 4 kg. A alta precisão da rotação é obtida com um rolamento de pivô com uma redução de engrenagem de 1:38. Uma vida útil mecânica de pelo menos 1.000.000 ciclos também garante uma longa vida útil para todo o sistema. A engrenagem impressa em 3D com uma taxa de redução de 1:243 aumenta a resistência e também tem uma longa vida útil graças às arruelas axiais usadas e ao plástico iglidur I150 resistente à abrasão.
 

As engrenagens e os suportes para o motor e eletrônicos foram fabricados a partir do tribofilamento iglidur I150.

iglidur I150 - um tribofilamento com muitos pontos fortes

O filamento iglidur I150 otimizado tribologicamente é fácil de processar e adequado para todas as impressoras 3D no processo FDM. Além da alta resistência à abrasão em baixas velocidades de deslizamento e das boas propriedades mecânicas do polímero de alto desempenho, o iglidur I150 também é adequado para contato com alimentos de acordo com o Regulamento da UE 10/2011. Os lubrificantes sólidos integrados garantem que ele seja livre de manutenção e a maioria das aplicações se beneficia de sua resistência e aderência da camada.
 

Em detalhes: engrenagens feitas de iglidur I150 e as arruelas axiais entre elas.