fabriquation d'éléments optiques en PMMA

[delphi_jb]

tout d'abord, bonjour à toutes et à tous.

derrière ce titre on ne peut plus ambitieux, se cache une grosse motivation !
J'aimerai en effet réaliser des optiques en PMMA pour profiter des
formidales propriétés optiques de ce matériaux


tout d'abord, un petit tour du coté des avantages/inconvenients du PMMA:


Avantages:

* Excellentes propriétés optiques (RVB: 1,489 - 1,492 - 1,498 !!)
* Se travail facilement (s'usine, se découpe, se perce, se grave,
se polit, se colle, se thermoforme, se sérigraphie,...)
* Très léger (1,19 g/cm³)
* Excellente tenue aux U.V., à la corrosion


Inconvénients:

* fragile au griffure, au coup
* dilatation du pmma de 0,07 mm/m/c°
* température maximum d'usage: 75°
* on en trouve généralement a 5 mm d'épaisseur seulement...
* prix !




J'ai un peu étudié l'bazard et j'ai retenu 2 solutions pour arriver a créez une optiques +/- convenable:

- soit on l'usine
- soit on le thermodéforme dans un moule (sans le bruler evidement...)


la première solution est pour moi la meilleur car on l'usine a température
ambiante et on n'a donc pas de surprise au refroidissement comparé a la
thermodéformation ou cela se fait a 100 - 125°.


Le truc, c'est que je n'ai pas de tour ! et je n'ai pas l'oportunité d'en avoir un donc c'est la que vous aller entrer en jeu.

en effet, j'aurai réalisé un moule (dans une matière résistante au possible) chauffé a 125° dans lequel je viens ecraser un pmma qui se déformera et prendra donc la forme de l'optique.


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== mes questions ! =====
===================

- est-ce faisable ?

- quel matériaux pour le moule ? existe t-il un genre de platre très solide qui ferai l'affaire ?

- comment arriver a créez une forme parfaite de lentille afin de créez le moule ?


merci de donner vos avis
-----

[delphi_jb]

Je viens de faire le calcul sur un des inconvénient du PMMA, la dilatation.

admettons une optique de 100mm sur 15mm de large
usiné a une température de 20°

je l'emmène:
- en afrique a 45°
- a la montagne a -10°

dilatation du pmma: 0,07mm/m/c°



afrique: Delta 25° en plus
-------------------------------

---largeur: 100mm
------ 0,07mm/m/c° * 25° ==> 1,75 mm / m / 25°
------ 1,75 mm pour 1 m ==> 0,175 mm pour 100mm

---épaisseur: 15mm
------ 0,07mm/m/c° * 25° ==> 1,75 mm / m / 25°
------ 1,75 mm pour 1 m ==> 0,026 mm pour 15mm

AFRIQUE: optique
==> 100,175mm sur 15,026 mm d'épaisseur.


****************************** *****************************

Montagne: Delta 30° en moins
------------------------------------

---largeur: 100mm
------ 0,07mm/m/c° * 30° ==> 2,1 mm / m / 30°
------ 2,1 mm pour 1 m ==> 0,21 mm pour 100mm

---épaisseur: 15mm
------ 0,07mm/m/c° * 30° ==> 2,1 mm / m / 30°
------ 2,1 mm pour 1 m ==> 0,0315 mm pour 15mm

MONTAGNE: optique
==> 99,79 mm sur 14,969 mm d'épaisseur.



Nous avons donc une faible dilatation en situation extreme.
Dans tout les cas, si nous restons au pays, avec une
variation de +/- 10° max (soit 10° - 30°), la situation est je
pense tout a fait négligeable.


par contre, c'est une dilatation linéaire. je ne vois pas comment
le calculer en mode volumétrique.

[invite88c56b4c]

adéu , bien sympa ta demarche ! tout d'abor,d je ne sais pas si ça marchera, mais faut essayer a tout prix ça a l'air super
pour ta premiere question ,oui c'est faisable dans un four ou tu controle bien la température
par contre ,pour un miroir concave en pmma, il te faut le moule convexe en platre et une monté graduelle en temperature de façon que l'ensemble du pmma chauffe regulierement et non pas que les bord comme pour un gratin qui grille sur les bord
la deuxieme, effectivement a ces temperature même du platre de batiment suffira , il existe du platre synthetique ou du réfractaire ,mais plus cher , dans ton cas pas besoin a 125°.
pour la troisieme, la solution la plus pro, tu fait un vrai miroir avec du verre façon "pousseur de verre "
ou bien pour un essaie,u fait un disque de platre de bonne épaisseur , a coté ,tu calcule le rayon de courbure et tu fait un gabarie en acier !
http://www.ast.obs-mip.fr/users/lkoe...r/Mi2.html#3.2 - CONTRÔLE DU RAYON DE COURBURE
avec ce gabarie tu grate en faisant tourner le disque de platre pour qu'il épouse la forme du gabarie , mais la! tu est trés loin d'une réplique de forme pour mouler un miroi , tu peut cependant tester le procedé

[dob300]

Adiù Dobcat,

Optiques en réfraction ou en reflexion ? Ca se poli ça le plexiglass ?

En revanche, Delphi, j'ignore en quoi est fait la parabole des optiques des voitures mais il paraîtrait qu'on est pas loin de lambda/2 !!
A quand des miroirs de 1 métre de diamètre pesant moins de 10 kg et de plus, à un prix dérisoire....

JP

[A voir en vidéo sur Futura]

[delphi_jb]

pour un miroir concave en pmma, il te faut le moule convexe en platre et une monté graduelle en temperature de façon que l'ensemble du pmma chauffe regulierement et non pas que les bord comme pour un gratin qui grille sur les bord

en fait, je n'avais pas dans un premier temps l'intention de le faire a la manière "telescope de newton" étant donnée que le but ultime aurait été de faire de la digiscopie.

mais on peut aussi en faire avec ce type de telescope. plus compliqué par contre.. mdrrr.

pour la troisieme, la solution la plus pro, tu fait un vrai miroir avec du verre façon "pousseur de verre "

heu, c'est la qu'on se perd.. car je n'ai aucune expérience dans ce domaine et
c'est justement par une astuce que j'essaie au passage de ne pas faire ca...

ou bien pour un essaie,u fait un disque de platre de bonne épaisseur , a coté ,tu calcule le rayon de courbure et tu fait un gabarie en acier !

cette solution me parrait plus a ma portée mais par contre, je ne comprend
pas la suite avec l'acier... ?




j'ai pensé a une astuce, dite moi si elle est bonne.

Je fait comme cité plus haut un disque en platre de grosse epaisseur
que je taille avec un disque "fait maison". je m'explique:

==> Je fabrique un " U " solide en acier, a la facon d'un diapason mais avec bcp plus d'ecart entre les pattes (en fait + de 100mm). Entre les deux pattes en acier, je cale une lame de scie a métaux.

l'écart des pattes de mon truc en acier formera le bon angle de courbure de ma lame de scie a métaux. Je cale l'axe de mon system dans une foreuse sur colonne et j'utilise le bord bien plat de ma lame pour tailler dans le platre.

je ferai un schémas plus détaillé par la suite pour exprimer ce que je veut dire..

[delphi_jb]

Ca se poli ça le plexiglass ?

si le plexi n'avais pas cet ennuiyeux problem de dilatation, on l'emploierai
a mon avis bcp plus que le verre pour les optiques etant donné
ses qualités dans ce domaine. il est nettement plus lumineux que le verre et se
poli très facilement avec de très bon résultat

En revanche, Delphi, j'ignore en quoi est fait la parabole des optiques des voitures mais il paraîtrait qu'on est pas loin de lambda/2 !!

mon projet vise au moins 1/16 lambda.





c'est une blague évidement..

si j'arrive a avoir 1/4, c'est deja bien..

[invite88c56b4c]

je pense que ton principe est le mêm que le mien, sous une autre forme, grater le platre jusqu'a la bonne forme, par rotation !
mais tu n'auras que la bonne courbure et pas une surface optique !
il vfa falloit ensuite que tu travaille la surface comme on le fait pour un verre optique

la formeque tu auras seras au 1/10eme de prescision,avec cette methode il va falloir l'affinée, en optique on travaille a 1/8 de micron ! et c'est encore juste

[delphi_jb]

arf, vous avez raison. au mieux je bosse au 1/10 mm.

........
...........


et si, après avoir "taillé" la forme générale du moule, je colle
sur toute la longueur de la face interieur de ma lame un chiffon de polissage,
et que le laisse tourner le system avec juste une très faible pression sur le moule,
ca ne va pas réduire la "finesse" a 1/8 de micron ?

[invite88c56b4c]

adéu , je pense pas que ce soit bon, sinon je le fait desuite , non je plaisante !!!
c'est un peu long pour te l'expliqué sur le forum , la taille d'un surface optique demande beaucoup de prescisions , de soins, de controles et de retouches!
c'est pour cela que je te preconiser la taille du moule dans le verre ,pour faire une réplique par moulage du pmma dedans et même la je ne peut t'assurer du resultat !
une solutrion pour un test, c'est de prendre un mirori de 114 phérique et de faire l'essais ,cependant a une temperature de 100° je suis pas sur que le verre aime ça, optiquement parlant, la dilatation de celui çi, est peut etre dejas au dessous de la tolerance et la prescision requise!

[invite88c56b4c]

tiens un lien vers le site de vincent , alire pour avoir une petite idée de la chose !
http://fr.wrs.yahoo.com/_ylt=A1f4cfv...e-amateur.net/

[delphi_jb]

voila, desole pour le retard mais je suis la

je prend donc experience de tout ce qui a deja ete dit sur ce forum

neamoins, j'ai une question (encore )

voila, si je fabrique un tour pour tailler des optiques en pmma et en admettant que le tour soit totalement reglable (focal, finition,...)

serait-il possible d'avoir une finition parfaite si je calibre l'avancement du couteau sur 0,0001 mm / tour d'usinage ?

sur un optique de 80mm, en admettant que le tour tourne a 20tours/sec, ca ferait 40.000 sec, soit +/- 11h8min. mais bon, je reste pas devant. Je le lance et hop, 12h plus tard, j'ai une optique.
(27h47min pour un 200mm...)

possible ?

[invite88c56b4c]

adéu delphi il faut que tu lise absolument ce liens pour te faire une idées d'une surface optique !
http://www.ast.obs-mip.fr/users/lkoe...iroir/Mi1.html
la methode que tu me cite n'est valable que pour la premiere étape du la fabrication d'un miroir , l'ebauchage!le plus sportif vient ensuite le réunissage , le doucis , le polissage et la parabolisation !
mais je te recommende de lire le liens ,pour te familliariser avec tous ça , car tu verras il y en as une tartine , difficilles de reprendre tous ça sur le forum , trés instructif

[delphi_jb]

En effet !!

j'ai pas tout lu mais par contre, il y a une information capitale sur la "résolution", la finesse de gravure du verre.

j'ai donc compris qu'un lambda était en fait une longueur d'onde. On prend le jaune-vert comme référence car c'est la que notre oeil est le plus sensible.

donc comme longueur d'onde du jaune-vert est de 0,00056 mm, (je présume) on prend ca comme référence.

une résolution de 1/8 lambda donne donc 0,00056mm / 8

==> 0,00007mm de résolution.

je me demande si je serai capable d'atteindre cette résolution avec un tour que je fabrique moi meme...

0,00007mm/tour d'usinage... ca devient quand meme too short au niveau faisabilité...
40 heures d'usinage. Presque 2 jours complet !!ela dit, c'est bcp moins que les 800 heures qu'il estime dans le liens.

20x plus vite pour une meme qualité, a mon avis, il l'aurait déja fait...

je testerai quand meme les deux technique.

[delphi_jb]

par contre, je seche sur la courbure du mirroir.

sphérique parfait ou bien parabolique ?

a savoir que tout ceci se destine plutot a de l'observation terrestre... ?

[invite88c56b4c]

adéu, la courbure du miroir c'est la forme de la portion de sphére sur laquelle tu le plaquerai !
la focale du miroir est égale a la moitié du rayon de la phére , que l'on appelle rayon de courbure
si tu parabolise pas, tu auras de l'aberation de spherictée , c'est a dire que lorsque tu regarderas quelques chose tu auras un peu de couleurs sur les bords des objets que tu regardent!
pour l'optique il n'y as que des régles simples a applique , quelques soit l'utilsation ! seule la préscision de la taille des optiques fait la differences entre bonnes ou mauvaise optiques , ça aussi c'est facile a dire et plus dur a bien faire !

[delphi_jb]

d'accord.

j'ai une question totalement a part:

ca veut dire quoi "adéu" ?


pour l'optique, je suis totalement d'accord avec vous. la finesse de gravure de l'optique en fait une bonne ou une mauvaise optique.


donc je dois le faire en parabole plutot qu'en sphérique. ok. je vais me renseigner sur les "courbure parabolique" précises sur les sites mentionné plus haut.

voila comment je verrai la fabriquation du tour:
en fait, le couteau qui taillerai l'optique serai guidé par un subtile melange de vis sans fin et de disque métallique. l'avantage des disques est que à vitesse d'avancement égale, je peux régler la focale voulu juste en déplacant une vis de réglage.

mais avec le facteur "parabol" en plus, ca me pose un problem. je dois refaire plein de calcul.

seulement, je ne sais pas "comment" se calcul une parabole par rapport a une courbe parfaite. et donc, j'aurai du mal a retranscrire sa de manière mécanique dans mon system.


CE qui est sur, c'est que l'avancement de mon couteau ne dépassera pas l'allure de 33,75 nm/tour d'usinage, ce qui me donnerai lambda/16 en résolution optique.

tant que j'y suis, j'ai vu que ce qui cualifiait ne optique, c'etait donc la résolution optique, la focale... mais j'ai également vu "l'ouverture", c'est quoi ?

[invite88c56b4c]

bonjour (adéu ) mais entre amis on dit adéu... salut quoi !
33.75nm c'est quoi ta machine , là tu m'interresse, il va falloir que tu n'en dise plus!!! car je suis sur la construction d'une machine a polir pour gros diametre et tes idées ou techniques éveillent ma curiositée,
c'est un peu comme en photographie, plus il y as de l'ouverture, plus tu as de la lumiere
rapport d'ouverture ; c'est la focale divisé par le diametre du miroir !
donc une focale de 2m sur un miroir de 50cm donne un rapport d'ouverte de 4= on dit f/d 4
pour les planetes (objet lumineux) il faut un rapport au dessus de 10
miroir de 50cm = focale de 5000cm
pour du ciel profond( objet peu lumineux) rapport en dessous de 5
mirorirde 50cm= focale 2500mm max

[Kissagogo27]

bonjour, la plupart de ceux qui travaillent le plexy en amateur, pour avoir un meilleur fini a la fin de l'usinage, le font a l'eau pour améliorer l'aspect de la coupe, cela permetreait peut etre d'avoir un fini permettant de tester la lentille /mirroir avant la finition ? avant un eventuel polissage ?

[delphi_jb]

ok. ben adéu dobcat alors.. (connaissait pas mais c pas mal..)

33.75nm c'est quoi ta machine , là tu m'interresse, il va falloir que tu n'en dise plus!!! car je suis sur la construction d'une machine a polir pour gros diametre et tes idées ou techniques éveillent ma curiositée,

Alors la je crois effectivement qu'une explication s'impose.

je pars dans un premier temps sur une vis sans fin en inox (m 12).
Cette vis fera avancer/reculer le chariot. La conception de ce dernier
sera fait de tel manière que la vis sans fin soit toujour alimenté en huile
(de l'huile très fine, très "liquide"...).

l'alimentation perpetuel en huile est très important car la vitesse de
rotation de cette vis serai de... 0,02314... t/min ! (@ 1200 t/m mandrin)
donc on risque d'avoir des "artefac" dans le mouvement du chariot étant
donné sa lenteur dans le mouvement.
si je n'en veut pas, je dois donc accorder énormément d'importance a
la lubrification ainsi qu'a la conception globale du systèm chariot/vis.
(par exemple le chariot coulisse sur des roulements à billes...)



Une autre solution serai de créer une vis sans fin avec un pas beaucoup
plus serré, du style 0,2 mm. avec une tel vis, le system devient fébril voir
fragile si la résistance a l'avancement du chariot devient trop forte.

Mais si on usine pour polir, on peut se permettre de retirer une infime quantité de matière.
Donc l'usinage n'apporterai quasi pas de résistance au chariot. donc faisable.
Une autre solution pour cette fébrilité serai de faire une vis d'un gros diamètre,
mais cela augmenterai la friction et donc, de la fluidité dans le mouvement.



voila. Pour etre honnete, je suis en train de plancher sur un troisième system
qui améliorerait grandement la fluidité du mouvement, un système a
"bille transporté". En gros, le contact vis / chariot ne serai plus totalement
frictionelle mais via des billes. l'astuce est qu'une bille en fin de parcour
retourne en début de parcour. mais bon, c'est a l'etat de prototype..

bonjour, la plupart de ceux qui travaillent le plexy en amateur, pour avoir un meilleur fini a la fin de l'usinage, le font a l'eau pour améliorer l'aspect de la coupe, cela permetreait peut etre d'avoir un fini permettant de tester la lentille /mirroir avant la finition ? avant un eventuel polissage ?

donc usiner sous l'eau ? pourquoi pas. c'est une bonne idée. je la retient.

en tout cas, un grand merci a toutes vos contributions. c'est très sympas.

[invite88c56b4c]

adéu , en tous cas si tu as une photo, une fois faite , je suis comme les enfants ,j'adore les bandes dessinées , je comprend plus facilement lolll!