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

• O que era necessário: uma caixa de engrenagens que gira um dispositivo com uma câmera e uma lente em 360° em 24 horas
• Processo de fabricação: Extrusão de filamentos (FDM)
• Requisitos: custo-benefício, velocidades de rotação diferentes, mas precisas, alta estabilidade do dispositivo
• Material: iglidur® i150
• Setor: Astrofotografia
• Sucesso por meio da cooperação: alta precisão, estabilidade e resistência à abrasão, baixo atrito devido às arruelas de pressão

Visão geral do aplicativo:
Na astrofotografia, diferentes corpos celestes são fotografados usando longa exposição e salvos em uma mídia adequada. Qualquer pessoa que já tenha alterado o tempo de exposição em sua própria câmera digital ou de celular sabe que as fotos tiradas com um longo tempo de exposição podem ficar "borradas" com alterações mínimas. Como a Terra gira em torno de seu próprio eixo, essa rotação também é um problema para os longos tempos de exposição usados na astrofotografia. O Sr. van Hove, da vhw Digitalart, desenvolveu um dispositivo que compensa a rotação da Terra para poder representar os motivos no céu em sua forma real. Os requisitos para a caixa de engrenagens de plástico eram uma rotação de 360 graus em exatamente 24 horas, capacidade de carga suficiente para a câmera e a lente, bem como alta estabilidade e resistência à abrasão dos componentes individuais. Também deveria ser possível definir diferentes velocidades de rotação, dependendo do objeto a ser rastreado no céu. A caixa de engrenagens e todos os suportes para o motor e os componentes eletrônicos foram fabricados por meio de impressão 3D com o tribofilamento® iglidur® i150. Além da vantagem de custo dos componentes impressos em 3D, a alta resistência à abrasão e a adequação para aplicações de rotação e giro do plástico de alto desempenho® da igus também desempenharam um papel importante na seleção do material e do processo de fabricação.

A rotação da Terra deve ser compensada para que longas exposições possam ser feitas durante 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 à lente ou telescópio para que fique estável. Isso inclui uma rotação precisa e uniforme. Um controlador e um painel de controle montado externamente também devem definir diferentes velocidades de rotação, pois os tempos de rastreamento variam de acordo com o objeto.

O Sr. van Hove trabalhou em estreita colaboração com a igus® para encontrar os materiais certos para seu projeto. A capacidade de carga e a precisão são garantidas pelo mancal pivô RL-D-20 com uma relação de redução de 1:38. A alta estabilidade e resistência à abrasão das engrenagens e suportes impressos em 3D são alcançadas pelo filamento tribologicamente otimizado iglidur ® i150, pois o material é particularmente adequado para aplicações com baixas velocidades de deslizamento. A caixa de engrenagens tem uma relação de redução de 1:243. O atrito da engrenagem impressa em 3D é reduzido por duas arruelas de pressão entre os componentes, garantindo uma rotação sem perdas. O Sr. van Hove classifica a colaboração como "muito boa, como de costume".

Na astrofotografia, os corpos celestes, as nebulosas e outros objetos no céu noturno são fotografados em luz visível e armazenados em várias mídias. A câmera é orientada no polo 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 linhas serão visíveis em vez das formas reais dos objetos. Um dispositivo apropriado, um rastreador, compensa a rotação da Terra se a velocidade de rotação corresponder exatamente a uma volta por dia. Há também diferentes velocidades de rotação, dependendo do objeto a ser rastreado. Para as estrelas, uma revolução leva 23 horas, 56 minutos e 4 segundos. A lua requer um tempo de rotação de 24 horas, 52 minutos e 28 segundos, enquanto o sol requer exatamente 24 horas.

O dispositivo deve ser capaz de suportar todo o peso da câmera e da lente ou do telescópio em uma rotação de 360° durante 24 horas. Dependendo do tamanho, do modelo e do equipamento, esse peso 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 de ciclos também garante uma longa vida útil para todo o sistema. A engrenagem impressa em 3D com uma relação de redução de 1:243 aumenta a resistência e também tem uma longa vida útil graças às arruelas de pressão usadas e ao plástico iglidur i150 resistente à abrasão.

O filamento tribologicamente otimizado iglidur i150 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 não precise de manutenção, e a maioria das aplicações se beneficia de sua resistência e adesão à camada.