Fluid-Jet Polishing

    Hi Raphael,


    > Man muss natürlich das Werkstück schwenken und nicht die Düse.


    Warum? Mein erster Ansatz wäre den konkaven Spiegel um seine optische Achse zu drehen, und alle anderen Achsen bewegen die Düse.
    Die ganze Anordnung wird soweit verkippt dass sich das Wasser nicht im Spiegel sammeln kann.


    Gruss
    Michael

    Hi,


    so, das Pumpen-Problem ist gelöst, Ebay sei Dank.
    Eine neue Zahnrad-Pumpe für Chemie-Anwendungen mit SiC-Zahnrädern, maximal 70 bar, 12ml pro Umdrehung, und laut Datenblatt geeignet für Aufschlämmungen bis 10µm, wird demnächst aus Amerika kommen :)


    Gruss
    Michael


    Korrektur: Es sind nur 7 bar. Man sollte immer SI-Einheiten angeben, dann passieren solche Umrechnungsfehler nicht. 0.7 MPa = 7 bar

    Hi,


    jetzt muss ich zu der Pumpe noch einen passenden Motor auswählen. Dazu müsste ich die Viskosität der Aufschlämmung wissen.


    Frage: Um wieviel steigt die Viskosität des Wassers an, wenn ich 10% Schleifpulver dazugebe (Korngrösse kleiner als 5µm)?


    Gruss
    Michael

    Hallo Michael,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Also ergibt sich eine Bearbeitungszeit von 1047 Minuten, das sind fast 18 Stunden. Ganz schön lange, aber das macht ja nichts.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    ...für einen 90 mm Cassegrain- FS wären es dann nur noch knapp 3 h Polierzeit. Eine von meinen FS muss ohnehin noch mal wegen Zonenfehler nachkorrigiert werden. Das braucht dann sicher noch weniger Polierzerzeit.


    Das Werkstück kommt natürlich auf einen Drehteller mit einstellbarer Drehzahl und die Düse an einen radial schwenkbaren Arm. Wozu war denn noch mal das Steuerungsprogramm gut?[:o)]


    Aber mach mal Programm für Vollautomatik. Ich schau derweil nach was so einfache, kleine Zahnradpumpen aus meinen Turbo- Hinterlassenschaften (Krafttstoffförderpumpen) aushalten. Düsen mit 0,8 mm Durchmesser aus Kupfer gibt es übrigens preisgünstig im Baumarkt als Zubehör für MIG/MAG- Schweißgeräte.


    Meine Devise bei derartigen Neuererngen ist immer, möglichst mit einfachstem Aufwand und einer praktischen Aufgabenstellung selber probieren. Dann merkt man am besten wo es echte Probleme gibt. Nach dem ITV fang ich an. Ich nehme an, dass man die 0,84 mm Düsendurchmesser nicht als Conditio sine qua non auffassen muss.


    Gruß Kurt

    Hallo Kurt,


    &gt; Das Werkstück kommt natürlich auf einen Drehteller mit einstellbarer Drehzahl und die Düse an einen radial schwenkbaren Arm. Wozu war denn noch mal das Steuerungsprogramm gut?[:o)]


    Damit man an der richtigen Stelle die richtige Menge wegpoliert.



    &gt; Ich schau derweil nach was so einfache, kleine Zahnradpumpen aus meinen Turbo- Hinterlassenschaften (Krafttstoffförderpumpen) aushalten.


    Man könnte jede Hydraulikpumpe oder Kraftstoffpumpe nehmen, nur sind die leider meistens aus Stahl und würden rosten wenn man Wasser durchpumpt. Ich möchte ungern irgendwelche Korrosions-Schutzmittel in das Wasser mischen, weil ich nicht weiss wie sich das auf den Prozess auswirkt, und wie ich das Öl hinterher vom Spiegel wieder abkriegen soll.



    &gt; Düsen mit 0,8 mm Durchmesser aus Kupfer gibt es übrigens preisgünstig im Baumarkt als Zubehör für MIG/MAG- Schweißgeräte.


    Guter Hinweis !



    &gt; Meine Devise bei derartigen Neuererngen ist immer, möglichst mit einfachstem Aufwand und einer praktischen Aufgabenstellung selber probieren.


    Meine Devise ist, erst mal 1:1 nachbauen und möglichst wenig ändern.
    Probieren und experimentieren kann man hinterher.


    Gruss
    Michael

    Hallo,
    vielleicht lässt sich folgender 3D-Drucker (3-Achsen-"Drucker" zur Modellerzeugung für ca. 2500 Euronen) ja passend umrüsten.
    http://www.kobask8.com/servlet…ories?category=Fab%40Home
    http://www.fabathome.org



    Steuersoftware und USB-Treiber siehe:
    http://sourceforge.net/projects/fabathome/


    Als ich darüber einen Bericht las, musste ich an euch denken...[:)]
    Gruß


    PS: Immerhin, ein 4-Achsen-Plotter für rapid prototyping. Nachdem Ihr die passende Pumpe inzwischen gefunden habt, könnt Ihr damit direkt loslegen.

    Hallo Michael,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Meine Devise ist, erst mal 1:1 nachbauen und möglichst wenig ändern.
    Probieren und experimentieren kann man hinterher.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    schon richtig, wenn sichergestellt ist, dass das Verfahren für unsere Spiegelpoliererei (6" bis ca. 24" Öffnung) wirklich vorteilhafter ist als die traditionelle Pechmethode. Jedenfalls werde ich ganz gerne dabei helfen das herauszufinden, aber eben nur mit "Bordmitteln".


    Gruß Kurt

    Kupfer-Düsen für Schweißgeräte sind ziemlich weiches Material. Sie würden von der Schleifmittelsuspension schneller abgetragen als der Spiegel! Also überwachen und rechtzeitig austauschen, sonst gibt es Überraschungen am Ende des Bearbeitungsvorganges.

    - Fürs Sandstrahlen gibt es Düsen aus Hartmetall, die kenne ich aber nur so um 5 mm Durchmesser.
    Für Farb-Spritzpistolen gibt es geeignetere Düsendurchmesser, die sind meist aus Messing und oft verchromt. Leider aber auch viiel teurer.

    Hallo Uli,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: der uli</i>
    <br />Kupfer-Düsen für Schweißgeräte sind ziemlich weiches Material. Sie würden von der Schleifmittelsuspension schneller abgetragen als der Spiegel! Also überwachen und rechtzeitig austauschen, sonst gibt es Überraschungen am Ende des Bearbeitungsvorganges...
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    hast Du schon mal Kupfer, Alu, Messung o. ä. geschliffen weil Du das so genau weißt? Dann würde ich Dich gerne als Überwacher engagieren. Sonst verpasse ich garantiert den richtigen Austauschzeitpunkt oder mach sonst was falsch[8)]


    Beim Durchbohren von Glas (23 mm Pyrex- Spiegel) mit einem selbst gedrehten Alu- Werkzeug war dieses am Ende kaum abgenutzt. Da muss das Alu wohl beim Drehen eine bisher nicht gekannte Spezialhärte erreicht haben[:o)]. Ähnliches passierte mir mit Werkzeugen aus Messing bzw. weichem Stahlblech bei der Durchbohrung von Sital- und Quarzglasspiegeln. Als Schleifmittel hab ich in allen Fällen Carbo K80 und K120 benutzt.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">- Fürs Sandstrahlen gibt es Düsen aus Hartmetall, die kenne ich aber nur so um 5 mm Durchmesser.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Die Idee hat was und dürfte die teuren Düsen wert sein! Das würde nämlich gemäß Michaels Rechnung den Poliervorgang exaktgenau um den Faktor (5/0,8)² = 30,0625 beschleunigen. Oder anders ausgedrückt, ein 8" Spiegel in 1047/30,0625 Minuten = 34,827 Minuten fertig poliert![8D]


    Gruß Kurt

    Hallo alle miteinander,


    für die geplante Maschine suche ich einen Drehteller aus Alu oder Edelstahl, Dicke mindestens 15mm, Durchmesser ca. 500mm (um Spiegel bis 400mm aufnehmen zu können).
    Die Platte muss so dick sein weil die Maschine auch noch für einen anderen Zweck verwendet werden soll, wo eine hohe Steifigkeit benötigt wird.


    Fragen:
    -- Hat zufällig jemand sowas rumliegen?
    -- Wo könnte man sowas günstig beschaffen?
    -- Eine quadratische Platte könnte man problemlos kaufen. Wer könnte die Platte rund abdrehen? Meine Drehbank geht leider nur bis 350mm.


    Ausserdem suche ich noch zwei Linearführungen mit &gt;250mm bzw. &gt;50mm Verfahrweg, Belastbarkeit mindestens 250N.


    Gruss
    Michael

    Hi Stathis,


    &gt;&gt; Schlauchpumpen. ... Schlauchpumpen schaffen aber (soweit ich mich errinnern kann), keine 5 bar.


    &gt; Glaube ich auch nicht dass eine Schlauchpumpe 5 bar schafft.



    Hier haben wir uns geirrt. Ich habe jetzt ein Datenblatt von Schlauchpumpen vorliegen wo es bis 14 bar geht. Der Hersteller ist die italienische Firma "Finder Pompe".


    Gruss
    Michael

    Hallo Michael,


    zu den Linearführungen schau doch mal bei Schneeberger! (http://www.schneeberger.com)


    Die MiniRail-Führungen von denen bestehen aus Schlitten und Schienen, die zu vergleichsweise günstigen Preisen bei hoher Belastbarkeit zu haben sind. Wir setzen die bei uns (Molekül- und Oberflächenphysik) für viele Aufgaben ein, bei denen Linearbewegungen mit hoher Präzision erfolgen sollen.


    Viele Grüße,
    Andreas

    Hallo alle miteinander,


    ich denke gerade darüber nach, wie das mathematische Verfahren aussehen müsste um auszurechnen, wie lange jede Stelle auf dem Spiegel bearbeitet werden muss.


    Nehmen wir mal an, wir haben den Spiegel interferometrisch vermessen und kennen die Topographie des Spiegels. Wir kennen auch die Werkzeug-Funktion, also eine zweidimensionale Funktion die beschreibt welchen Abtrag das stationäre Werkzeug bewirkt. Das ist typischerweise eine Vertiefung in Form eines kleinen Kringels.


    Mir fallen zwei Möglichkeiten ein, wie man jetzt die Bearbeitungs-Funktion berechnen kann. Damit meine ich die Funktion die beschreibt wie lange der Wasserstrahl über jeder Stelle verweilen muss.


    1. Möglichkeit: Ein iteratives Verfahren. Sehr rechenintensiv.


    2. Möglichkeit: Die beiden gegebenen Topographien werden in den Fourier-Raum transformiert, durcheinander dividiert, und wieder zurücktransformiert, fertig ist die Bearbeitungsfunktion.
    Die Sache hat aber einen Haken: Das funktioniert nur, solange die Werkzeug-Funktion rotationssymmetrisch ist. Denn das mathematische Verfahren geht davon aus, dass sich die Werkzeug-Funktion nicht gegen den Spiegel verdreht. Das ist aber der Fall, wenn die Maschine in Polarkoordinaten arbeitet.


    Frage an die Mathematik-Experten die hier mitlesen:
    Gibt's da irgendein Verfahren um dieses Problem zu lösen?
    Oder sollte man auf die hohe Rechenleistung moderner Computer vertrauen und iterativ nach einer Näherungslösung suchen?


    Gruss
    Michael

    Hallo Michael,


    vermutlich wird man das Problem iterativ lösen müsse, wobei das nicht heißen muss, dass das Verfahren lange dauert.


    Man könnte ein Raster über den Spiegel legen und zunächst alle Verweilzeiten des Werkzeugs an den Rasterpunkten gleichsetzen. Dann rechnet man die resultierende 'Abtrag-Funkion' als Summe der einzelnen Abtrag-Funktionen aus. Zunächst wird der abtrag gleichmäßig sein.


    Die Iteration berechnet für jeden Rasterpunkt, wieviel man die Verweilzeit dort ändern müsste, um den gewünschten Abtrag in der Umgebung zu erzielen. Weil sich die Effekte mit denen der Nachbarpunkte überlagern, darf man die Veränderungen nur teilweise durchführen. Dann sollte das verfahren konvergieren.


    Aufpassen muss man dabei, dass keine negativen Verweilzeiten herauskommen. Das kann auch bei einer analytischen Lösung passieren.


    Gruß,
    Martin

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: mkoch</i>
    <br />
    Oder sollte man auf die hohe Rechenleistung moderner Computer vertrauen und iterativ nach einer Näherungslösung suchen?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    hallo!
    soweit ichs überblicke kannst Du das getrost tun. ich bleib aber beim pechhäutl [:D]
    lg
    wolfi

    Hallo Michael,


    ich habe noch einmal überlegt und denke, man braucht keine komplizierte Mathematik oder Iterationen heranziehen, wenn man mit folgender Näherung arbeitet:
    Man ersetzt die exakte Abtragfunktion des Wasserstrahls (Kreisring) durch ihr Integral über die Kreisscheibe.


    Die Näherung ist zulässig, wenn:


    - man nicht kleinere Oberflächenfehler als die Größe der Kreisscheibe gezielt bearbeiten will, was wahrscheinlich prinzipiell nicht geht.
    - die Maschine in X- und Y-Richtung kontinuierlich oder zumindest in sehr kleinen Schritten verfahren werden kann, damit sich der Näherungsfehler herausmittelt.
    Die Maschine könnte z.B. Zeilen mit 0.1mm Y-Abstand abfahren, wobei die X-Geschwindigkeit stetig verändert wird, umgekehrt proportional zum an dem jeweiligen Ort gewünschten Abtrag.


    Damit kann die Steuerung direkt das gemessene Oberflächenprofil verwenden und man braucht nichts zu optimieren.


    Gruß,
    Martin

    Hallo Michael,


    wenn man davon ausgeht, das die Düse gleiche Flächen in gleich langen Bearbeitungszeiträumen überstreichen sollte, könnte man dies eventuell über eine stufenlose Anpassung der Drehzahl des Drehtellers bei gleichbleibender Geschwindigkeit der linearen Zustellbewegung der Düse erreichen.
    Für einen ersten Versuch sollte das ausreichend genau sein.


    Viele Grüße,


    Ulli

    Hallo!
    Zum Pumpenproblem hier noch ein Vorschlag: Flüssigkeiten lassen sich auch fördern, wenn man sie aus einem druckfesten Kessel mit einem Luftpolster herausdrückt, z. B. mit einem Kompressor. Da kann keine Pumpe durch das Schleifmittel angegriffen werden!
    Celobsonaut

    Hallo Celobsonaut,<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: celobsonaut</i>
    <br />Hallo!
    Zum Pumpenproblem hier noch ein Vorschlag: Flüssigkeiten lassen sich auch fördern, wenn man sie aus einem druckfesten Kessel mit einem Luftpolster herausdrückt, z. B. mit einem Kompressor. Da kann keine Pumpe durch das Schleifmittel angegriffen werden!
    Celobsonaut
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    im Prinzip ja, aber hier braucht man ca. 40 l Suspension/h und das rund 18 h lang um einen Spiegel auszupolieren. Dazu muss der druckfeste Pott schon ziemlich groß sein. Dann hat so eine Suspension auch noch die unangenehme Neigung, dass sich die Feststoffe gerne absetzen. Das würde wiederum eine Rührtechnik erfordern, bei der es keine Blasenbildung im Ausfluss geben darf. Ob man das mit einer Schlauch- oder sonstigen Pumpe blasenfrei hinkriegt weiß ich allerdings auch noch nicht.


    Gruß Kurt

    Hallo,


    &gt; Zum Pumpenproblem hier noch ein Vorschlag: Flüssigkeiten lassen sich auch fördern, wenn man sie aus einem druckfesten Kessel mit einem Luftpolster herausdrückt, z. B. mit einem Kompressor. Da kann keine Pumpe durch das Schleifmittel angegriffen werden!


    Das ist im Prinzip schon richtig. Zusätzlich zu den bereits von Kurt genannten Nachteilen fällt mir noch ein:
    -- Das ist nicht ganz ungefährlich. Ein grosser mit Luft gefüllter Druckbehälter stellt einen Energiespeicher dar. Den Behälter würde ich nicht mal eben selber zusammenschweissen.
    -- Man muss rechtzeitig aufhören, bevor der Behälter leer ist. Sonst würde die Druckluft die letzten Carbo-Reste gegen den mühsam polierten Spiegel schleudern.
    -- Da eine druckdichte Dreh-Durchführung nicht so einfach zu machen ist, müsste der Rühr-Motor im Inneren des Behälters sitzen.
    -- Und mangels geschlossenem Kreislauf braucht man ziemlich viel Schleifmittel.


    Gruss
    Michael

    Hallo miteinander,



    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">-- Und mangels geschlossenem Kreislauf braucht man ziemlich viel Schleifmittel.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    ... das versuche ich mir gerade mal bildlich vorzustellen. 18h mit 40l/h macht 720 l Poliersuspension. Wenn diese ca. 10% Feststoffanteil = Schleifmittel enthält wären davon 72 kg im Einsatz!


    Nach meinen ersten Vorstellungen müsste man mit einer genügend schleifmittelbeständigen Pumpe die für den Druckstrahl sorgt ca. 1 l Suspension derart in Bewegung und in einem Kreislauf halten können, dass sich nichts nennenswert absetzt. Darin sehe ich vorab das größte aller Probleme.


    Gruß Kurt

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