Redutora precisa e estável a partir da impressora 3D - componentes económicos para astrofotografia

• O que era necessário: uma caixa redutora para rodar uma câmara com lentes 360° em 24 horas
• Método de fabrico: Extrusão de filamento (FDM)
• Requisitos: Velocidades de rotação variadas mas precisas, elevada resistência do dispositivo
• Material: iglidur I150
• Indústria: astrofotografia
• Sucesso através da colaboração: elevada precisão, robustez e resistência ao desgaste, baixo atrito graças às anilhas

O mecanismo com a caixa redutora e o painel de controlo externo deve ser capaz de garantir uma rotação estável da câmara SLR e do telescópio.

A aplicação:
Na astrofotografia, vários corpos celestes são fotografados por meio de exposição de longa duração e registados de forma adequada. Qualquer pessoa que já tenha alterado o tempo de exposição na sua câmara digital ou telemóvel sabe que as fotografias tiradas com um longo tempo de exposição podem ser desfocadas por alterações mínimas. A Terra gira em torno do 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, de forma a obter imagens do céu na sua forma real. Os requisitos para a caixa redutora em plástico foram uma rotação de 360 graus em exatamente 24 horas, capacidade de carga suficiente para suportar a câmara com a sua lente e elevada estabilidade do componente e a resistência ao desgaste. A caixa redutora também precisava de definir velocidades diferentes, dependendo do objeto que se pretende localizar no céu. A caixa redutora e os suportes para o motor e eletrónica, foram impressos em 3D a partir do tribofilamento iglidur i150. Para além da vantagem do custo dos componentes impressos em 3D, a elevada resistência ao desgaste do plástico de elevada performance da igus e a sua adequação a aplicações rotativas e giratórias, também desempenharam um papel importante na escolha do material e do processo de fabrico.
 

Exemplo de fotos quando é necessário compensar a rotação da Terra.

Problema

A rotação da Terra deve ser compensada para que as longas exposições possam ser feitas durante várias horas. O dispositivo que assegura que o corpo celeste a ser fotografado não se move da perspetiva da câmara e, deve movê-lo e à lente ou ao telescópio, para que seja estável. Isto inclui a rotação precisa e uniforme. Um controlador e um painel de controlo montado no exterior também devem definir velocidades de rotação diferentes, uma vez que os tempos de localização variam consoante o objeto.
 

Solução

O Sr. van Hove encontrou os materiais certos para o seu projeto com a ajuda da igus. A transmissão RL-D-20, com a sua redução de 1:38, assegura a capacidade de carga e precisão. A elevada robustez e resistência ao desgaste das rodas dentadas e suportes impressos em 3D é conseguida com o tribologicamente otimizado iglidur i150. Este material é particularmente adequado para aplicações com baixas velocidades de deslizamento. A caixa redutora tem uma relação de 1:243. O atrito das rodas dentadas impressas em 3D é reduzido e graças às duas anilhas planas entre os componentes, consegue-se uma rotação sem perdas. O Sr. van Hove disse que a cooperação é " excelente, como sempre".
 

Como funciona a astrofotografia?

Na astrofotografia, os corpos celestes, nebulosas e outros corpos no céu noturno são imersos em luz visível e registados em vários meios. A câmara é orientada no paralelo geográfico do Pólo Norte ao eixo da Terra. A inclinação da câmara corresponde à latitude. O tempo de exposição de tais fotografias é de várias horas, razão pela qual a câmara deve ser adaptada à rotação diária da Terra. Caso contrário apenas serão visíveis linhas em vez das formas reais dos objetos. Um dispositivo apropriado, um localizador, compensa a rotação da Terra se a velocidade de rotação corresponder exatamente a uma rotação por dia. Existem também diferentes velocidades de rotação dependendo do objeto a seguir. Para as estrelas, uma rotação demora 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.
 

Visível abaixo: as engrenagens da caixa redutora.

Elevada precisão mesmo com cargas elevadas

O dispositivo deve ser capaz de suportar todo o peso da câmara e da lente ou do telescópio ao longo de uma rotação de 360° durante 24 horas . Dependendo do tamanho, modelo e equipamento, este pode ir até 4kg. A elevada precisão da rotação é conseguida com um rolamento giratório com uma redução da roda dentada de 1:38. Uma duração de vida mecânica de pelo menos 1.000.000 ciclos também garante uma longa duração de vida para todo o sistema. A roda dentada impressa em 3D com uma relação de redução de 1:243 aumenta a resistência e tem também uma longa duração de vida graças às anilhas planas utilizadas e ao plástico iglidur I150 resistente ao desgaste.
 

As rodas dentadas e os suportes para o motor e eletrónica, foram fabricados a partir do tribofilamento iglidur I150.

iglidur I150 - um tribofilamento com muitas vantagens

O filamento iglidur I150 tribologicamente otimizado é fácil de processar e adequado para todas as impressoras 3D no processo FDM. Além da elevada resistência ao desgaste, a velocidades de deslizamento baixa e as 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 é isento de manutenção e a maioria das aplicações beneficiam da sua resistência e aderência das camadas.
 

Em detalhe: rodas dentadas em iglidur I150 e as anilhas planas entre elas.