Réalisation secondaire Cassegrain

[jean dijon 1 761]

Bonjour,

 

j'ai entrepris la réalisation d'un miroir secondaire Cassegrain pour un ami et comme la réalisation d'un tel miroir est considéré comme difficile je fais ce post pour aider ceux qui voudrait se lancer dans un tel projet.

Le projet est de réaliser un Cassegrain à F/D=20 à partir d'un primaire de 300mm F/D=5 

J'ai contrôlé le primaire avec virtual couder screen et je trouve que le miroir est bon ,surface douce sans bord rabattu mais légèrement sous corrigé. Au niveau parabole (b=-1) la surface est à Lambda/7 par contre avec un  coefficient de déformation b de -0.92 la surface est à lambda/18 donc j'ai calculé le secondaire avec ce coefficient de déformation pour le primaire.

Les caractéristiques  du secondaire sont les suivantes:

R=976mm, bs=-2.15 dans ces conditions la focale est de 6070mm . Le spot diagram et la FTM sont les suivants:

 

 

 

L'effet de l'obstruction centrale se voit sur la MTF, le secondaire fait 80mm de diamètre soit une obstruction de 0.26 importante (lié au F/D du primaire) mais non rédhibitoire.

Le télescope est limité par la diffraction dans un champ de 22mm de diamètre cohérent avec la taille des capteurs APS qui sont envisagés au foyer. La coma est très faible (intérêt des Cassegrains par rapport aux Dall Kirkam)

 

J'ai donc commandé des blanks en borro33 de 12mm d’épaisseur pour réaliser ce miroir.

La stratégie de contrôle est celle décrite par Texereau sur calibre concave au moyen de franges d’interférences.

 

En attendant les verres j'ai réalisé un tour au moyen d'un moteur pas à pas

 

 

Le porte miroir fait 80mm de diamètre intérieur pour loger les verres et il vient se loger sur un axe de 10mm de diamètre Sur la photo ci dessous on voit le mécanisme avec le moteur déporté et un entrainement par courroie cranté. L'alimentation du moteur se fait avec une vieille électronique d'entrainement de télescope. La vitesse de rotation réglable est d'une dizaine de tours minutes. L'axe est monté sur des paliers en bronze

 

 

 

Voila pour l'instant la suite au prochain numéro je vous parlerais de l’embauchage et du doucissage.

Bon ciel à tous

 

jean

 

 

 

[messier63 5 102]

Sacré challenge en effet, pas facile à faire les secondaires en cassegrain..

jérôme

[ndesprez 907]

Je suis avec grand intérêt. A ma connaissance, seul Zen sait faire (sur mesure) en restant dans notre budget. Un sacré challenge ! Au-delà de l'optique, la mécanique ne manque pas d'intérêt non plus (perso, j'ai fait faire les optiques).

 

[christian viladrich 7 672]

Bonjour Jean,

Beau projet ! Je vais suivre cela avec attention.

[astrocg 394]

Mais il sait tout faire cet homme-là ma parole!

Bon courage.

[POUPEAU 1 399]

Bonjour Jean,

 

Voila un joli projet très intéressant à réaliser.

 

Pour ma part, en suivant les techniques décrites dans le CTA II de Texereau, j'ai pu mener à bien la réalisation d'une bonne demi-douzaine de secondaires hyperboliques pour télescopes Cassegrain. Dans le but de contourner la difficulté de réaliser le fin bord relevé avec le bon profil ( par rapport de la sphère de référence du calibre), j'ai utilisé un miroir surdimensionné en diamètre que j'ai ensuite réduit par débordage ou carottage lorsque la forme idéale était obtenue sur le diamètre nominal du secondaire.

L’expérience a montré que cette réduction de diamètre ne perturbait pratiquement le profil hyperbolique lorsque le miroir était réalisé avec du pyrex recuit fin.

Quant aux calibres, j'ai utilisé le classique foucaultoir  puis l'interféromètre de Bath pour les contrôler.

 

Bon courage pour ce projet !

 

Jean-Jacques

 

 

[jean dijon 1 761]

Il y a 2 heures, POUPEAU a dit :

Dans le but de contourner la difficulté de réaliser le fin bord relevé avec le bon profil ( par rapport de la sphère de référence du calibre), j'ai utilisé un miroir surdimensionné en diamètre que j'ai ensuite réduit par débordage ou carottage lorsque la forme idéale était obtenue sur le diamètre nominal du secondaire.

Bonjour jean-jacques

ce que tu dit me rassure concernant la réalisation de miroirs hyperboliques, j'ai déjà mon verre et je n'ai pas prévu de débordage mais merci pour l'info. j'ai prévu d'utiliser un polissoir en forme de poissons pour l'hyperbolisation finale (j'ai fait ma première lame de Schmit comme cela) si cela ne marche pas j'utiliserai ta méthode. De toute façon j'ai un peu de marge sur le bord avant de vignetter  le champ. 

 

Il y a 3 heures, astrocg a dit :

Mais il sait tout faire cet homme-là ma parole!

Merci pour ton commentaire, On verra bien il faut se lancer,  j'avais envie de relever le challenge.

 

Il y a 10 heures, ndesprez a dit :

A ma connaissance, seul Zen sait faire (sur mesure) en restant dans notre budget. Un sacré challenge ! Au-delà de l'optique, la mécanique ne manque pas d'intérêt non plus (perso, j'ai fait faire les optiques).

Bonjour Norma,

Zen est très bien et ses prix sont tout à fait raisonnables. Pour la mécanique je suis d'accord avec toi mais ce n'est pas moi qui vais la faire, le miroir est pour un collègue.

Il y a 11 heures, messier63 a dit :

Sacré challenge en effet, pas facile à faire les secondaires en cassegrain..

Bonjour Jérôme,

Je ne sais pas, c'est pour cela que je me suis lancé, après il n'y a pas beaucoup d'amateurs qui s'y sont essayé me semble t'il.

 

Il y a 9 heures, christian viladrich a dit :

Beau projet ! Je vais suivre cela avec attention.

Bonjour Christian, Merci pour ton intérêt

 

Bon ciel à tous

jean

 

 

 

[olivdeso 1 860]

Il y a 17 heures, jean dijon a dit :

En attendant les verres j'ai réalisé un tour au moyen d'un moteur pas à pas

 

il me vient une suggestion : faire tourner le moteur au dessus de sa fréquence de résonance pour limiter les vibrations, si tu travailles en pas entier. ça s'entend bien en général, en première approche, l'oreille est pas mal

Modifié 30 mars 2022 par olivdeso

[pierrot1674 75]

bonjour a tous

jean je suis tres interessé par ton projet

j'envisage un jour de transformer mon newton en  newton  cassegrain

pour le pas a pas en travaillant en µpas tu as moins de couple certe mais une rotation plus douce

pierre

[pierrot1674 75]

une question qui est peut etre bette

ne serait il pas possible de partir d'une lentille plan convexe, spherique, et la transformer en hyperbole ?

 

[jean dijon 1 761]

il y a 1 minute, pierrot1674 a dit :

ne serait il pas possible de partir d'une lentille plan convexe, spherique, et la transformer en hyperbole ?

Bonjour,

si bien sur malheureusement les catalogues ne sont pas riche en longue focales donc sauf coup de chance ce n'est pas évident de trouver une lentille avec le bon rayon de courbure.

 

il y a 46 minutes, pierrot1674 a dit :

pour le pas a pas en travaillant en µpas tu as moins de couple certe mais une rotation plus douce

Oui tu as raison mais ce n'est pas un problème cela tourne bien et au polissage il faut du couple

 

Il y a 4 heures, olivdeso a dit :

faire tourner le moteur au dessus de sa fréquence de résonance pour limiter les vibrations,

Bonjour,

merci pour ton conseil,  je suis en 1/2  pas et  je n'ai pas trop de vibrations 

 

jean

[POUPEAU 1 399]

Bonjour Jean,

 

Il y a 11 heures, jean dijon a dit :

ce que tu dit me rassure concernant la réalisation de miroirs hyperboliques, j'ai déjà mon verre et je n'ai pas prévu de débordage mais merci pour l'info. j'ai prévu d'utiliser un polissoir en forme de poissons pour l'hyperbolisation finale (j'ai fait ma première lame de Schmit comme cela) si cela ne marche pas j'utiliserai ta méthode. De toute façon j'ai un peu de marge sur le bord avant de vignetter  le champ. 

 

 

Pour faciliter le travail d'hyperbolisation du secondaire, je réalise généralement 3 ou 4 outils ayant le rayon de courbure approprié sur lesquels je coule quelques mm de poix.

Après pressage sur le miroir pour adapter la courbure, j'ai réalisé un ensemble de calques pour obtenir une empreinte ayant la forme requise pour chaque étape de retouche. J'ai utilisé aussi la forme de poissons, de couronnes dentées dans des masques découpés dans du papier calque.

 

Jean-Jacques

[jean dijon 1 761]

Bonjour Jean-Jacques

Merci pour tes tuyaux

tu fais tes outils en plâtre ?

 

jean

[POUPEAU 1 399]

Bonjour Jean,

 

Il y a 6 heures, jean dijon a dit :

tu fais tes outils en plâtre ?

Oui, au début, je les faisais en staturoc ( plâtre synthétique facile à rendre étanche).

 

Par la suite,  je les ai réalisés avec de l'armodur ( PVC couleur crème ep. 10 mm) facile à tourner en leur donnant la courbure voulue sur une des faces au moyen d'un gabarit en alu.

 

J'ai retrouvé dans mes archives quelques photos illustrant la réalisation des miroirs Cassegrain :

 

 

 

 

 

 

Jean-Jacques

Modifié 31 mars 2022 par POUPEAU

[jean dijon 1 761]

Il y a 18 heures, POUPEAU a dit :

J'ai retrouvé dans mes archives quelques photos illustrant la réalisation des miroirs Cassegrain

Bonjour Jean jacques  

superbe tes carres de poix, tu imprimes une grille.

 

Sinon j'ai avancé le doucissage

j'ai fait l’embauchage avec de l’émeri 1 minute ensuite j'ai doucis avec du carbo 170 et 400 le grain est vite rattrapé.

Au niveau rayon de courbure je me suis fait un sphéromètre en anneau, celui que j'avais était trop petit. 

j'ai tourné l'anneau dans un tube d'acier et le chapeau dans de l'aluminium. J'ai collé le chapeau avant de réaliser l'alésage 

j'utilise une butée au micron (tesa) que j'ai depuis très longtemps. Les mesures sont répétables au micron.

 

 

l'anneau fait 74mm de diamètre extérieur pour pouvoir utiliser mon plan étalon qui fait 75mm !

J'ai rodé longuement l'anneau sur un plan (en verre) avec du carbo 400 pour que tout l'anneau porte bien.

La mesure des rayons de l'anneau au pied à coulisse laisse un peu à désirer aussi j'ai étalonné le sphéromètre sur des miroirs concave et convexe de focale connue.

Si on fait faire cette pièce il faut spécifier les rayons au 1/100 

Les miroirs en cours de doucissage

 

 

jean

 

[POUPEAU 1 399]

Bonjour Jean,

 

Il y a 1 heure, jean dijon a dit :

superbe tes carres de poix, tu imprimes une grille.

Voici une photo de l'accessoire  alias "mandoline" qui sert à faire mes carrés de poix.

Elle est réalisée avec du tasseau carré de 10x10 et du fil nylon rond de taille-bordure de 1,4 mm de diamètre.

Mon sphéro ( celui à jupe cylindrique) est en inox et la portée a été doucie à l'émeri et les diamètres intérieur et extérieur ont été mesurés au 1/100 mm.

 

Je me suis contenté d'un comparateur au 1/100 mm pour les mesures des miroirs que j'ai fait. Avec la pratique, j'arrive à interpoler une fraction de centième ( qq microns) sans problème sur le cadran du comparateur. Depuis, j'ai acheté un comparateur numérique au micron, mais je ne l'ai pas encore utilisé en sphérométrie.

 

 

Jean-Jacques

[pierrot1674 75]

bonjour a tous

jean, j'ai des palmers jusqu'a 100mm et des cales etalon pou verifier si tu veux mesurer ton sphero

je suis tres souvent sur grenoble

Pierre

[jean dijon 1 761]

Le 01/04/2022 à 14:57, pierrot1674 a dit :

bonjour a tous

jean, j'ai des palmers jusqu'a 100mm et des cales etalon pou verifier si tu veux mesurer ton sphero

Bonjour Pierrot1674

merci pour ta proposition, pour l'instant je pense que cela vas aller, si j'ai un gros problème je te contacterai.

je vais être absent pour une semaine donc la suite dans quelque temps

 

jean

 

[jean dijon 1 761]

Bonjour à tous,

j'ai terminé le doucissage au corindon 5µm 

les rayons des deux pièces étaient Rconvexe 976.4  Rconcave 976.1 on verra la précision réellement obtenue en mesurant optiquement le rayon du verre concave .

Les séchées ont durées 10 minutes environ avec 3 ou 4 séchées entre chaque grain.

Puis je me suis attaqué à la réalisation des polissoirs.

Dans un premier temps j'ai réalisé des supports de 15mm d’épaisseur en contre plaqué de bouleau tournés

 

 

et j'ai coulé  6mm de  poix  que j'ai renuré avec un scalpel

 

J'ai poli le miroir et le calibre avec de l'oxyde de cerium pendant 1/2 heure pour mesurer le rayon de courbure.

La mesure optique du calibre concave au Foucault donne donne R= 976mm en accord parfait avec la mesure au sphéromètre.

 

Les premières séances de polissage ont été déroutantes. Au début les rayons de courbure du miroir et du calibre était très proche puis ils se sont écartés même en faisant les corrections nécessaires en intervertissant la position des miroirs et des outils. Une concavité de plus en plus grande était observée entre les deux surfaces comme si les polissoirs ne travaillaient qu'au centre.

 

J'ai réuni à nouveau les miroirs qui ont un rayon de courbure de 977mm.

J'ai repris le polissage en surveillant ce qui se passait. J'ai travaillé systématiquement verres dessous.

    J'ai remarqué que le gris ne disparaissait pas aussi vite au bord des miroirs qu'au centre malgré la position miroir dessous. J'en ai conclu que les polissoirs avaient un problème. J'avais rainuré sommairement la poix avec un scalpel ce qui pouvait rendre le fluage de la poix plus faible au centre qu'au bord. La dureté de la poix était donc variable ?

    J'ai réalisé avec un couteau chaud des rainures profondes pour faire des carrés de poix excentrés , j'ai pressé longuement les outils à froid.

La vitesse de rotation a été diminuée à 2t/min car sinon il se produit un sillon associé à l'endroit où la course de l'outil se termine. Pour cela je pilote le moteur en micro pas avec mon MCMT32 ce qui permet de régler finement la vitesse.

 

Pour polir le bord j'ai pressé une étoile en papier sur la poix de façon à supprimer l'action du polissoir au centre

L'utilisation de ce polissoir diminue le problème et ramène le rayon de courbure vers sa valeur de départ.

 

J'ai décidé de refaire deux polissoirs en poix plus dure en moulant des disques de plâtre staturock sur les verres (10mm d’épaisseur).

j'ai coulé 5mm de poix gugolz 64 sur les disques en plâtre. J'ai utilisé la méthode de Jean Jacques Poupeau (mandoline ) pour réaliser les carrés de poix

 

 

J'ai réuni à nouveau les disques qui ont un rayon de 975mm car j'avais un bord rabattu induit par les essais précédents qui ne me plaisait pas.

J'ai repris le polissage

Pour suivre ce qui se passe j'ai éclairci sommairement le calibre dont le bord n'avance toujours pas aussi vite que le centre, pour voir les franges et suivre la forme du miroir.

Ensuite j'ai démarré le polissage miroir dessous. Le bord se polissait toujours très mal, j'ai donc utilisé l'outil dégarni en pressant une étoile en papier pour diminuer le travail du centre.

J'ai suivit l'avancement de la forme toute les 1/2 heure. Avec l'outil dégarni au centre par pressage j'ai réussi à maintenir la forme à une frange du calibre et avec des courses centrées de 1/3 à 1/4 de D j'évite le bord rabattu sur le miroir.

Je fais de long pressages à froid avant de commencer le polissage. Je poli au cérium pour supprimer le gris avant de passer au blanc. Il faut mettre très peu de produit à polir compte tenu de la taille du miroir. Je poli surtout à l'eau pure. Je surveille le bord du miroir pendant le polissage pour voir si un bord rabattu se développe. Je maintien l'outil rigoureusement au diamètre du miroir.

Voila ou j'en suis, le miroir est poli à 50% environ avec cette stratégie j'arrive à contrôler le rayon de courbure du miroir.

Je ne comprends toujours pas pourquoi mes outils travaillent plus au centre ?

 

Bon ciel

 

jean

 

 

[a s p 0 6 845]

Il y a 22 heures, jean dijon a dit :

Je ne comprends toujours pas pourquoi mes outils travaillent plus au centre ?

la façon de tenir le disque miroir peut être? essayer avec un mandrin collé au miroir?

je n'ai pas e bons souvenirs du polissage à l'eau. il faut commencer la séance avec un polissoir nettoyé mais je travaillais les derniers temps avec un mélange chargé en poudre.

je n'ai jamais poli de secondaire cassegrain, mes remarques ne sont pas forcément les plus pertinentes.

 

[jean dijon 1 761]

Il y a 3 heures, asp06 a dit :

la façon de tenir le disque miroir peut être? essayer avec un mandrin collé au miroir?

je poli miroir dessous donc il est dans la pièce support en alu. il repose sur un tissu c'est peur être le problème ,  le miroir peut légèrement basculer à cause de l’élasticité du tissu mais j'ai des doutes. Je peux essayer de le bloquer plus. 

 

Il y a 3 heures, asp06 a dit :

je n'ai pas e bons souvenirs du polissage à l'eau

je poli en alternant mélange et eau pure cela marche bien, il faut très peu de produit à polir. 

[a s p 0 6 845]

mandrin sur le polissoir (miroir dessous) ça dit marcher aussi.

avec l'eau seule la poix finit par se dégarnir.

 

[POUPEAU 1 399]

Bonjour Jean,

 

Le 13/04/2022 à 20:20, jean dijon a dit :

Les premières séances de polissage ont été déroutantes. Au début les rayons de courbure du miroir et du calibre était très proches puis ils se sont écartés même en faisant les corrections nécessaires en intervertissant la position des miroirs et des outils. Une concavité de plus en plus grande était observée entre les deux surfaces comme si les polissoirs ne travaillaient qu'au centre.

 

Ne t'inquiètes pas, j'ai observé les mêmes comportements que toi. Seuls les outils à dégarni en forme d'étoile ( centrés ou en couronne) me permettaient de maitriser à la fois l'ajustement de l'avance du polissage et la mise en concordance des rayons de l'outil et du calibre avant les retouches d'hyperbolisation.

D'où l’intérêt d'avoir un jeu fourni de polissoirs...

 

Le 13/04/2022 à 20:20, jean dijon a dit :

J'ai utilisé la méthode de Jean Jacques Poupeau (mandoline ) pour réaliser les carrés de poix

 

 

Content que ma technique t'ait séduite.

A remarquer que l'utilisation de l'outil à carrés de poix permet de réaliser facilement la modification de la forme des dégarnis de l'outil par pressage de masques en papier calque de géométrie appropriée.

 

Bonne journée.

 

Jean-Jacques

 

 

[pierrot1674 75]

bonjour a tous

pour hyperboliser ne pourrait-on pas utiliser la methode de deformation au vide comme pour les  lames de schmidt

j'espere que c'est pas une question idiote

Pierre

[jean dijon 1 761]

Il y a 4 heures, pierrot1674 a dit :

pour hyperboliser ne pourrait-on pas utiliser la methode de deformation au vide comme pour les  lames de schmidt

Bonjour Pierre

non ce n'est pas idiot et à l"origine je voulais utiliser cette méthode, En fait la difficulté n'est pas l'hyperbolisation mais le polissage sphérique en conservant un rayon de courbure donné. Par ailleurs la méthode sous vide conduit à des épaisseurs de miroir assez faible compte tenu de la petite taille. Je pense qu'un polissoir type "poisson" devrait permettre d'hyperboliser  facilement

Je pense qu'il faudrait utiliser un anneau de garde autour du miroir pour résoudre bien des problèmes de polissage et tailler un miroir plus grand (90mm pour 80mm par exemple) prés découpé à 90% par exemple. Si j'en fait un autre je pense faire cela.

 

Il y a 8 heures, POUPEAU a dit :

Ne t'inquiètes pas, j'ai observé les mêmes comportements que toi. Seuls les outils à dégarni en forme d'étoile ( centrés ou en couronne) me permettaient de maitriser à la fois l'ajustement de l'avance du polissage

Bonjour Jean Jacques

Merci pour ton retour cela me rassure mais cela ne simplifie pas le travail ! La difficulté est là.

 

jean