Telescopio stampato in 3D

Eccoci qui con un nuovo progetto, questa volta è un telescopio stampato in 3D, completamente. Spessissimo sentiamo parlare delle stampanti 3D come delle macchine per realizzare oggetti di scarsa utilità. Soprammobili utili solo a prendere polvere. Con questo pensiero in testa non riusciamo a visualizzare tutto il potenziale che la fabbricazione additiva ci offre. In realtà quando la stampa 3D è affiancata alla voglia di fare, di provare e un goccio di creatività non abbiamo quasi limiti! Il quasi è d’obbligo perchè i limiti purtroppo ci sono! Sono limiti dimensionali e di resistenza agli sforzi e al calore. Non possiamo costruire un motore in 3D, ma possiamo comunque ri-inventare almeno il 90% degli oggetti che ci circondano. Ma non siamo qui a divagare, parliamo del telescopio.

Era da tempo che mi frullava in testa l’idea di realizzare un telescopio con la stampante 3D. Principalmente l’ho vissuta come una sfida a me stesso. Il telescopio è uno strumento semplice, ma pur nella semplicità presenta qualche passaggio di estrema complessità, almeno per le mie scarse doti progettuali. L’idea di base è quella di realizzare uno strumento decente, adatto alle prime osservazioni planetarie con una spesa minima.
La spesa minima effettivamente è stata rispettata ma comunque non mi sento di avere colto nel segno. La competizione con il mercato cinese non è cosa facile.
La spesa per il telescopio si è ridotta a 39€ per la lente principale, qualche euro per le viti, 1kg di plastica per circa 20€, pochi. Una settantina di euro mal contati. Sicuramente un costo irrisorio per avere una strumentazione decente. Se però si va ad esaminare quello che offre il mercato troviamo questo.

Uno strumento del tutto simile con una più ricca dotazione. Infatti ha il cercatore, il treppiede equatoriale, e 2 oculari compresi. Se volessimo mettere alla pari i 2 strumenti dovremmo acquistare queste cose, quindi come spesa andremmo a pari. Però potrebbe essere la soluzione migliore per chi questi oggetti li ha già, magari associati ad uno strumento con diametro inferiore. Oltretutto uno dei vantaggi di avere uno strumento in plastica è l’estrema leggerezza, che da la possibilità di utilizzare anche montature più “leggere”.

Telescopio stampato in 3D: Il progetto

Il progetto di un telescopio può sembrare un’attività semplice, infondo…non è che un tubo! Purtroppo non è così semplice. La prima difficoltà deriva dalla progettazione con la giusta tolleranza, e riguarda tutto il telescopio. L’accoppiamento deve risultare facile ma abbastanza solido da non essere ballerino. Lo strumento in questione è costruito attorno ad una lente 93 mm di diametro con una lunghezza focale di 800 mm. Sono poche le stampanti che potrebbero stampare un oggetto cosi’ lungo, così l’ho diviso in parti ancora più piccole. Così piccole da essere stampabili con una stampante della gamma della Ender 3 (vedi qui le misure), il nuovo standard per le macchine di piccole dimensioni. Il tubo infatti è diviso in 3 pezzi, più il focheggiatore. Per una migliore risposta ottica alle luci parassite ogni parte ha un diaframma che le attenua.

La parte progettuale senza dubbio più difficile è stato il fuocheggiatore, con i suoi ingranaggi in plastica. Questi sono più grossi dei corrispettivi in metallo, solo perchè devono garantire egual forza e precisione. Una volta trovata la giusta tolleranza per lo scorritore, che mi ha portato via qualche prova, il più era stato fatto.
L’imboccatura dello scorritore è stata mantenuta 2 pollici, per permettere l’uso dei moderni oculari. Nel progetto è compreso un adattatore da 1,25 pollici per l’utilizzo degli oculari più diffusi. Non mi è parso il caso annettere anche l’adattatore per gli oculari da 0,98 pollici (25mm) che si usavano in passato. Difficilmente comunque sono gli unici oculari in dotazione.

Al progetto completo è stato anche annesso un adattatore per montature Vixen a coda di rondine. E’ uno degli attacchi rapidi più diffusi tra gli amatori.

Telescopio stampato in 3D: Materiale necessario

Come ho già detto il materiale integrativo, da acquistare a parte per realizzare il tutto è veramente poco, si tratta solo di qualche oggetto.

Per creare il telescopio abbiamo bisogno (oltre alle parti stampate):

1) Lente primaria: http://s.click.aliexpress.com/e/c4PGs4Ak – Avrete bisogno specificatamente di questa lente: 93 mm di diametro con f800. E’ una lente acromatica, quindi che presenta un residuo di cromatismo ma comunque restituisce delle immagini splendide in rapporto al prezzo.

2) Bulloni:
10 mm x M4 = 16 unità, come queste: https://amzn.to/2HMRErw
30 mm x M4 = 3 unità come queste: https://amzn.to/2EsiHHM
40 mm x M4 = 4 unità: https://amzn.to/2DyuvHV

I bulloni e i dadi non sono il massimo dell’economicità su Amazon, per il massimo risparmio rivolgetevi ad un ferramenta o ad un Brico.

3) Dadi M4 – 23 unità totali. I pezzi del tubo sono stati progettati per essere assemblati dalla vite solamente, il dato rappresenta solo una sicurezza in più. Se non volete ulterioi sicurezza potete contarne solo 11 necessarie. https://amzn.to/2EpeSTC

4) Fascette da elettricista: 2 unità, da 25 cm: https://amzn.to/2VYRkQd

5) Oculari: se ne siete sprovvisti gli oculari sono necessari per usare il telescopio. Per l’acquisto degli oculari corretti si deve fare una premessa. Il telescopio a lente (tipo questo) con una lunghezza focale di F 8,9 é adatto all’osservazione planetaria. Per osservare al meglio i pianeti è necessario un ingrandimento consistente. Per questo scopo raccomando un oculare 20mm e uno 9mm.

Calcolo degli ingrandimenti: Per trovare l’ingrandimento bisogna dividere la lunghezza dello strumento al fuoco (in questo caso 800) per la lunghezza focale dell’oculare utilizzato.
ES: 800 / 20 = 40 ingrandimenti

Con questi 2 soli oculari avrete 2 ingrandimenti: 40x e 89x, sufficienti per gustarvi i satelliti e le bande di Giove, gli anelli di Saturno, le fasi di Venere e ogni cratere Lunare.

Telescopio stampato in 3D: La stampa

Ho pubblicato per il download gratuito il progetto di questo telescopio, che trovate sia su Thingiverse, sia su Myminifactory Eccovi i link di download:

Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:3586112

Myminifactory: https://www.myminifactory.com/it/object/3d-print-3d-printed-telescope-92290

Il Telescopio è composto da 10 pezzi diversi:

1) Focuser
2) Tube n. 1
3) Tube n. 2
4) Tube n. 3
5) Lens Block
6) Traveler
7) Handler – Knob, need 2x
8) Rod – need 2x
9) Gear
10) Coperchio

In aggiunta al semplice telescopio ci sono 4 accessori utili:

Barra a coda di rondine – da aggiungere al telescopio e utilizzata per fissarla in molti supporti per telescopi
Adattatore da 2 “a 1,25”. Per utilizzare gli oculari che probabilmente già possiedi
Testa per vite esagonale – utilizzato con viti a testa esagonale piatta per consentire il movimento della vite solo a mano. Utile per l’adattatore o la presa dell’oculare.
Tappo del telescopio – per non lasciare a contatto l’obiettivo con la polvere.

LA STAMPA

La stampa può essere eseguita con facilità. Può essere predisposta con lo spessore layer a 0,2, anche se il Traveler sarebbe opportuno impostarlo a 0,1 mm. I tubi (1,2 e 3) sono gli unici pezzi che necessitano di supporti, solo attaccati al piano. Prestate attenzione all’orientamento, perchè visto che sono dotati di diaframmi per minimizzare i supporti questi dovrebbero essere più vicini al piatto. (dovrebbero già essere impostati così).

Raccomando di utilizzare l’ABS, (o ASA o PETG) per il telescopio. La stampa in PLA anche se più semplice potrebbe tradursi in una deformazione dello strumento, tanto da renderlo inutilizzabile, la prima volta che viene lasciato al sole!

A seconda della precisione della stampante, i pezzi stampati potrebbero non adattarsi l’uno all’altro. In questo caso, preparatevi a dare una leggera carteggiata con carta vetrata, o mettere uno spessore (come nastro isolante). Se la stampa soffre di zampe di elefante bisognerebbe tagliarle via.

Telescopio stampato in 3D: L’assemblaggio

Una volta stampati tutti i componenti, è necessario assemblare il tubo. Possono sembrare intercambiabili, ma i componenti hanno diaframmi anti luci parassita e pertanto devono essere installati in un ordine specifico. Si parte dal focheggiatore, il tubo n.1, il tubo n 2 e infine il tubo n. 3, portalente.
I fori per le viti devono corrispondere, ed è possibile fissare le viti M4 x 10 all’interno con i dadi anche se i fori sono fatti appositamente per tenere le viti.
Ora montare le 2 aste all’interno del’ingranaggio. Le due aste hanno una rettangolare che va all’interno dell’ingranaggio, le manopole sono installate sulla parte quadrata all’altra estremità.
Questa parte deve essere inserita nel coperchio e lo stesso deve essere fermato inserendo i dati nelle apposite fessure e con viti M4 x 40.

Ora andiamo a inserire la lente principale. Per ragioni di sicurezza, la lente deve forzare un poco per entrare, per rimanere saldamente in posizione dopo. Dalla punta del telescopio (tubo 3) spingere l’obiettivo a contatto con il gradino. La parte concava deve essere tenuta all’esterno.
Ora per maggiore sicurezza, inserire il blocco lente e fissarlo con 4 viti M4 x 10. Inserisci il viaggiatore e portalo a zero spostando le manopole e il telescopio è pronto!
Tutto quello che devi fare è inserire i dadi negli appositi spazi (viaggiatore, focheggiatore e riduttore da 2 “a 1,25”) e le viti di serraggio con la testa per le regolazioni manuali e il telescopio è pienamente operativo! L’ultima cosa che devi fare è fissare la barra a coda di rondine con fascette!

Conclusioni

Quest’avventura mi ha insegnato ancora una volta, se ce ne fosse bisogno, che la stampante 3D è una risorsa impagabile e si adatta ai progetti di ognuno. Siano semplici cubetti o telescopi perfettamente funzionanti.
Il risultato anche come resa ottica è molto superiore alle mie aspettative. Anche i materiali a dispetto di qualche dubbio sono adatti. Rigidi eppur leggeri per essere manovrati con qualsiasi montatura.

Purtroppo i cieli del periodo non sono stati clementi, quindi non ho ancora potuto registrare qualche immagine da pubblicare. Quello che ho visto ad occhio però mi è piaciuto!

Ho pubblicato per il download gratuito il progetto di questo telescopio, che trovate sia su Thingiverse, sia su Myminifactory Eccovi i link di download: