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

• O que era necessário: uma caixa de velocidades que faz rodar um dispositivo com uma câmara e uma lente a 360° em 24 horas
• Processo de fabrico: Extrusão de filamentos (FDM)
• Requisitos: económico, velocidades de rotação diferentes mas precisas, elevada estabilidade do dispositivo
• Material: iglidur® i150
• Setor de atividade: Astrofotografia
• Sucesso através da cooperação: alta precisão, estabilidade e resistência à abrasão, baixa fricção devido a anilhas de pressão

A aplicação num ápice:
Na astrofotografia, diferentes corpos celestes são fotografados com uma longa exposição e guardados num suporte adequado. Qualquer pessoa que já tenha alterado o tempo de exposição na sua própria câmara digital ou de telemóvel sabe que as fotografias tiradas com um tempo de exposição longo podem ser "desfocadas" com alterações mínimas. Como a Terra gira em torno do seu próprio eixo, esta rotação é também um problema para os longos tempos de exposição utilizados na astrofotografia. O Sr. van Hove, da vhw Digitalart, desenvolveu um dispositivo que compensa a rotação da Terra, de modo a poder representar os motivos no céu na sua forma real. Os requisitos para a caixa de velocidades de plástico eram uma rotação de 360 graus em exatamente 24 horas, uma capacidade de carga suficiente para a câmara e a lente, bem como uma elevada estabilidade e resistência à abrasão dos componentes individuais. Também deveria ser possível definir diferentes velocidades de rotação, dependendo do objeto a ser seguido no céu. A caixa de velocidades e todos os suportes para o motor e a eletrónica foram fabricados através 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 tiveram um papel importante na seleção do material e do processo de fabricação.

A rotação da Terra deve ser compensada para que possam ser efectuadas longas exposições 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 telescópio de modo a que fique estável. Isto inclui uma rotação precisa e uniforme. Um controlador e um painel de controlo montado no exterior devem também definir diferentes velocidades de rotação, uma vez que os tempos de seguimento variam consoante o objeto.

O Sr. van Hove trabalhou em estreita colaboração com a igus® para encontrar os materiais certos para o seu projeto. A capacidade de carga e a precisão são garantidas pelo rolamento pivotante RL-D-20 com uma relação de redução de 1:38. A elevada estabilidade e resistência à abrasão das engrenagens e suportes impressos em 3D é alcançada pelo filamento tribologicamente optimizado iglidur ® i150, uma vez que o material é particularmente adequado para aplicações com baixas velocidades de deslizamento. A caixa de velocidades tem uma relação de redução de 1:243. A fricção da engrenagem impressa em 3D é reduzida por duas anilhas 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 objectos do céu noturno são fotografados em luz visível e armazenados em vários suportes. A câmara está orientada no pólo norte geográfico, paralelamente ao eixo da Terra. A inclinação da câmara corresponde à latitude. O tempo de exposição para estas 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 objectos. Um dispositivo adequado, um tracker, compensa a rotação da Terra se a velocidade de rotação corresponder exatamente a uma volta por dia. Existem também diferentes velocidades de rotação, dependendo do objeto a ser seguido. Para as estrelas, uma revolução 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.

O dispositivo deve ser capaz de suportar o peso total da câmara e da objetiva ou do telescópio numa rotação de 360° durante 24 horas. Consoante o tamanho, o modelo e o equipamento, este peso pode atingir os 4 kg. A elevada precisão da rotação é conseguida através de um rolamento pivotante 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 anilhas de pressão utilizadas e ao plástico iglidur i150 resistente à abrasão.

O filamento tribologicamente optimizado iglidur i150 é fácil de processar e adequado para todas as impressoras 3D no processo FDM. Para além da elevada 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 o contacto com géneros alimentícios de acordo com o Regulamento da UE 10/2011. Os lubrificantes sólidos integrados asseguram que não necessita de manutenção e a maioria das aplicações beneficia da sua força e adesão de camadas.