szlifowanie i polerowanie kulek szklanych

[diodas1]

Witam .
szukam w internecie i jakoś nie mogę trafić na opis procesu szlifowania i polerowania kulek do łożysk. Właściwie bardziej interesuje mnie możliwość polerowania kulek wykonanych ze szkła. Co to ma wspólnego z CNC? Otóż może mieć. Usiłuję popełnić ploter do delikatnej obróbki laserem. Delikatnej bo laser którym dysponuję ma zaledwie 2 W i jest to dioda laserowa. Żeby światło takiej diody skupić w ognisku potrzebna jest dość specyficzna optyka. Jestem już po pierwszych eksperymentach które wykazały że jako pierwszą za laserem soczewką może być z powodzeniem szklana kulka. Nabyłem kulki o średnicy ok 22 mm a teraz po próbach już wiem że dużo lepszego "kopa" uzyskam z diody jeżeli zastosuję kulkę o mniejszej średnicy(rzędu 5-8 mm). Problem w tym że dostawca kulek wszelkiego rodzaju nie dysponuje teraz takimi kulkami wypolerowanymi, natomiast szerszy asortyment jest w wersji lekko matowej. Gdybym znał jakiś w miarę prosty sposób na ich wypolerowanie to mógłbym wykonać następny krok. Może ktoś zna źródło kulek szklanych o wysokiej dokładności na naszym rynku? Też byłbym wdzięczny za informację. Dostawca którego już sam przetestowałem i mogę polecić to http://www.gieldakulek.pl/

[kostner]

http://www.nanoball.com/article311-385.html tutaj znalazlem w niemcach jakiegos dostawce. W sumie jest niedaleko mnie. Daj znac to pomoge cos zorganizowac. Jak skonczysz to sie pochwal cos tam wykombinowal

[diodas1]

Dzięki kostner, że przeczytałeś moje zapytanie i za link. Niestety o ile język angielski nie jest mi obcy to niemieckiego nie znam ni w ząb. Nie jestem więc w stanie wydedukować czy ta firma ma w ogóle takie kulki jakich szukam, jaka jest ich cena i jaka jest minimalna ilość w zamówieniu od której zechcą rozmawiać. Dystrybutor GEWA którego stronę http://www.gieldakulek.pl/ podałem, mniejsze rozmiary kulek sprzedaje w ilości conajmniej 1 kg a to już sporo, zważywszy że potrzeba mi zaledwie kilku sztuk w kilku rozmiarach.
.......................................................
dodano 29 lipca...
Nie jest tak źle. Dostawca jest bardzo sympatyczny i daje się u niego też nabyć mniejszą ilość w danym asortymencie. Kulki o wysokiej dokładności mają cenę jednostkową a mniej dokładne sprzedawane są na wagę.
..........................................................

W zasadzie już teraz mogę zdradzić do czego zmierzam i co już wiem. Chcę po prostu głowiczkę laserową zamontować w ploterze XY i przy jej pomocy grawerować (ciąć) czarną folię samoprzylepną. Taki kaprycho
Stałem się szczęśliwym posiadaczem diody laserowej 2W 980nm i teraz kombinuję jak góralski koń pod górę żeby zogniskować jej promieniowanie do użytecznego (możliwie najmniejszego) punktu. Problemów jest kilka. Pierwszy, że emituje ona światło podczerwone, niewidzialne okiem własnym ani okiem kamer elektronicznych które wypróbowałem. Drugi, że dioda nie wysyła wiązki równoległej, jak przykładowo tuba lasera CO2 tylko w postaci ostrosłupa o podstawie przybliżonej do elipsy. Z pierwszym problemem już sobie radzę bo do wstępnego ustawiania optyki stosuję inne źródło promieniowania a potem po wstawieniu mojej docelowej diody, przeprowadzam korektę po prostu wypalając w czarnej piance polietylenowej, taśmie izolacyjnej, lub papierze termicznym do faxu. Jako punktowe źródło światła do tej wstępnej korekty używam tani wskaźnik laserowy świecący na czerwono ze zdemontowaną soczewką kolimującą. Drugi problem czyli rozbieżność wiązki jest dość kłopotliwy. Moja dioda wysyła podczerwień według katalogu z rozbieżnością 10 st x 40 st.
Wygląda to mniej więcej tak:



Z ogólnej wiedzy o optyce wynika że aby takie promieniowanie skupić spowrotem przy użyciu soczewki w punkcie, należy emiter diody umieścić w odległości większej niż ogniskowa tej soczewki. Niestety zwykle długość ogniskowa jest dużo większa niż średnica soczewki, co w efekcie powoduje że umieszczając emiter diody tam gdzie jest to sensowne żeby powstające punktowe zagęszczenie energii nie wypadało zbyt daleko od soczewki, spora część promieniowania diody omija soczewkę bokami i jest bezpowrotnie tracona. Korzystnie więc byłoby użyć soczewki "grubej" . Takie jednak występują rzadko w zastosowaniach ze względu na dużą aberrację sferyczną. Istnieją co prawda soczewki o specjalnej geometrii- asferyczne ale są one drogie bo technologia ich wykonania jest trudniejsza. Łatwiej też chyba jednak zdobyć kulkę szklaną niż taką soczewkę o średnicy kilku mm. Dlatego po różnych rozważaniach kupiłem do pierwszych prób kilka kulek o średnicy 22.225 mm i okazało się że dla zgrubnego (błąd aberracji sferycznej) skolimowania wiązki światła z diody laserowej odległość diody od powierzchni kulki wyniósł około 5 mm, cały stożek a własciwie ostrosłup wychodzącego z niej promieniowania został przy tym przechwycony przez kulkę a wyjściowy strumień miał grubość kilkunastu mm. Ten równoległy strumień używając obiektywu ze złomowanego aparatu fotograficznego zogniskowałem tak że wreszcie zaczęło się widoczne oddziaływanie destrukcyjne w czarnych materiałach. Teraz idąc dalej tą ścieżką chcę używać coraz mniejszej kulki, dzięki czemu spodziewam się ogniskowania na coraz mniejszej powierzchni. W tym szaleństwie jest metoda ale przeczuwam że istnieje granica miniaturyzacji optyki, wynikająca z prostej zależności: im mniejsza kulka, tym lepsza do dalszej przemiany skolimowana wiązka ale tym bliżej do lasera będzie musiała być powierzchnia kulki, czyli tym większa będzie gęstość energii przechodzącej przez coraz mniejszą objętość materiału kulki. Żadne szkło nie jest w 100 % przezroczyste więc część energii zostanie w nim zamieniona na ciepło które w krańcowym przypadku po prostu uszkodzi optykę. Stąd potrzeba działania krokami żeby ocenić do jakiego stopnia można zbliżyć się do tego punktu krytycznego, zachowując jeszcze margines bezpieczeństwa. Mogę domyślać się po dotychczasowych eksperymentach że 5 mm średnicy będzie w sam raz ale pewności jeszcze nie mam, szkoda mi więc kupować całego worka szkiełek które potem co najwyżej będzie można użyć do procy. A tyle oferują mi w GEWIE. Systematycznie zaglądam do Allegro, jednak tam z kolei wystawiane są zazwyczaj koraliki czyli kulki z dziurką albo pełne kulki ale ozdobne, z różnymi wtrąceniami barwnymi. Stąd narodził się pomysł z polerowaniem a nawet wstępnie samodzielnym wytoczeniem kulek z przezroczystgo materiału o wystarczającej odporności termicznej. Istnieje niestety też prawdopodobieństwo że w ogóle polazłem na manowce i powinienem dać sobie spokój z laserem diodowym. Mając to na względzie staram się żeby nie przeinwestować i żeby forma nie przerosła treści. Takie są dylematy wynalazcy koła.

[DZIKUS]

a moze by sie dalo uzyc kulki od sondy pomiarowej, np firme heindehain? wystepuja one w kilku srednicach i sa wykonane chyba z rubinu

[ARGUS]

A do Twojego eksperymentu nie byłaby przydatna "głowiczka "od mikroskopu?
Chodzi mi o tem element który jest nad szkiełkiem z preparatem

[diodas1]

Kulka z sondy pomiarowej byłaby ciekawa do prób, chociaż nie wiadomo czy rubin nie pochłaniałby zbyt dużo energii promieniowania 980nm. Może nawet sam błysnąłby na czerwono- w końcu z rubinu też wykonuje się lasery. Przypuszczam jednak że taka kulka jest trudna do kupienia luzem a jeżeli nawet to jej cena jest pewnie zaporowa. Cały czas mam lekko zaciągnięty hamulec żeby nie przeholować z wydatkami. Gdyby łączne koszty urosły zbyt wysoko to naprawdę sensowniej już zakupić rurę CO2 dla której optyka jest prosta i nie tak kapryśna.
Co do obiektywu mikroskopu to niestety nie mam akurat pod ręką tego przyrządu bo na pewno zrobiłbym próbę, podobną jak ze wszystkimi szkłami optycznymi jakie wpadły mi w oko. Z pewnością fabryczny obiektyw czy okular od czegokolwiek jest lepszy niż pojedyncza soczewka bo ich konstruktorzy włożyli sporo pracy żeby zmniejszać wady optyczne. Jest jednak jedna cecha która ogranicza możliwość wykorzystania takich gotowców. Chodzi o ogniskową. Nie znając ogniskowej soczewki lub układu soczewek wystarczy w warunkach domowych ustawić to szkiełko w kierunku słońca i zmierzyć odległość na jakiej powstaje ognisko (na zbliżanej do szkła kartce papieru) Jeżeli ta odległość jest dużo większa niż odkryta średnica szkła (reszta jest ukryta w obudowie) to do kolimowania światła diody laserowej nie nada się zbytnio. Wyżej napisałem dlaczego. Owszem- powstanie równoległa wiązka ale tylko z części energii wysyłanej przez laser. Przykład: Mam obiektyw wysiorbany z aparatu fotograficznego. Zmierzyłem jego ogniskową metodą j.w. i wyszło około 45 mm. Średnica czynnej powierzchni soczewek obiektywu to około 12 mm. Po przeliczeniu wartość kąta rozwarcia stożka światła ufomowanego przez ten obiektyw oświetlony słońcem wynosi ok 15 st. http://www.matematyka.pisz.pl/strona/1003.html Czyli jeżeli dioda laserowa emituje światło z kątem rozwarcia 40 st, to więcej niż połowa jej energii trafi za burtę. Robiłem takie przeliczenia poparte zresztą dodatkowo doświadczeniem dla wielu elementów optycznych i niestety wynik zawsze niezadowalający. Stąd moje poszukiwania zaczęły ewoluować w kierunku soczewek "grubych" do kulki włącznie. Nie mając jeszcze kulki z pełnego szkła, napełniłem po prostu wodą, oczyszczoną z farb szklaną kulistą bombkę choinkową. Po zbliżeniu do niej punktowego źródła światła, na odległej ścianie uzyskałem zgrabne kółko światła czerwonego- źródłem światła była dioda wskaźnika laserowego. Tym razem kąt rozwarcia stożka był znacznie powyżej 40 st. Czyli całe promieniowanie diody laserowej zostało przechwycone przez kulkę.

[jarekk]

Problem w tym że dostawca kulek wszelkiego rodzaju nie dysponuje teraz takimi kulkami wypolerowanymi, natomiast szerszy asortyment jest w wersji lekko matowej. Gdybym znał jakiś w miarę prosty sposób na ich wypolerowanie to mógłbym wykonać następny krok.

Przychodzi mi do głowy jedna próba - polerowanie wibracyjne w płynie. Uzywane przez jubilerów, niestety nie wiem jak to wpłynie na geometrie kulki. Ale chyba warto spróbować - albo zlecić to jubilerowi, albo po prostu kupic ten płyn i ustawić w szklance na odwróconej szlifierce oscylacyjnej.

Widziałem efekty dla elementów aluminowych - polerowało aż do lustrzanej powierzchni.

[Bbuli]

rewela to nie jest ale wśród setki może znajdziesz kilka odpowiednich.Jak co to pisz.

Są to kulki stosowane do polerowania np.biżuterii w bębnach kaskadowych i wibracyjnych.

[diodas1]

Bbuli, Wysłałem do Ciebie maila. Mam nadzieję że dotrze, bo przez chwilę miałem jakiś zator w kontakcie ze stroną CNC. Jeżeli chodzi o polerowanie to czekając na odzew użytkowników tego forum, sam też usiłowałem ożywić aktywność swoich szarych komórek no i mam już pewną koncepcję. Spróbuję zbudować coś na kształt dawnych żaren do rozcierania zboża na mąkę, z tym że oczywiście nie użyję kamieni tylko tarcze z naklejonym filcem, nasyconym roztworem pasty polerskiej. Zamknę toto w puszce po farbie i ożenię z małym wiatrowym rotorem pionowym. Postawię na słupie w ogrodzie gdzie prawie zawsze mam spory przeciąg i niech się kręci. Myślę że po tygodniu będzie widać różnicę w gładkości powierzchni kulek, które powinny chaotycznie obracać się między filcami, więc raczej nie pogorszy się przy okazji kształt kuli. Jeżeli wyjdzie, nie omieszkam się pochwalić Użycia bębna polerskiego trochę się obawiam bo uderzające o siebie kulki mogłyby się wyszczerbić. Pożyjemy-zobaczymy. Szkło nie jest aż tak twarde, dlatego mając już stosowną polerkę (wiatrową ) będzie można wypróbować też inne, kuchenne specyfiki, czyli na przykład proszek typu Javox czy mleczko Cif które jak głosi reklama czyści bez zarysowań. Najwyżej proces wydłuży się w czasie.

[ Dodano: 2008-08-03, 22:46 ]
Minęło parę dni w czasie których nie próżnowałem. Trafiło do mnie dużo kulek szklanych i to z dwóch źródeł. Mozolnie testowałem je z nadzieją żę chociaż jedna będzie na tyle doskonała że będzie mogła spełnić rolę soczewki kolimującej. Niestety, światło laserowe po przejściu przez kulkę dawało za każdym razem mnóstwo zabawnych wzorów zamiast regularnej małej , ostro zarysowanej plamki. Po obejrzeniu pod mikroskopem wszystko stało się jasne. Na pozór gładkie szkło było na powierzchni usiane niedokładnie zapolerowanymi kraterami . Do tego kulki nie są tak naprawdę kuliste w sensie matematycznym. Tej samej wielkości kratery są też na powierzchni wcześniej z powodzeniem testowanej kulki o średnicy 22.225 mm. Teraz jednak nowe kulki mają średnicę 5 mm i ok 3 mm. W związku z tym tych samych rozmiarów niedokładności gładkości powierzchni mocniej rzutują na własności optyczne. Przyszedł więc czas na podjęcie próby ich doprowadzenia do kulistego kształtu i polerowania. Trochę zmodernizowałem poprzedni pomysł. Wytoczyłem z tekstolitu pierścienie z bieżniami do których wsypałem te posiadane kulki szklane i tak powstały dwa łożyska oporowe tekstolitowo szklane. Między dwoma takimi łożyskami umieściłem naprędce skonstruowany wiatrak- podwójną turbinę o osi pionowej Savoniusa. Zrobiłem go z czterech puszek po farbie DULUX. Bieżnie w łożyskach napełniłem miksturą otrzymaną z rozcieńczonej pasty polerskiej z dodatkiem oleju żeby nie wysychała zbyt szybko. Wystawiłem całą dziwaczną konstrukcję na zewnątrz domu żeby teraz wiatr zajął się polerowaniem. Nie wiem jak długo będzie trzeba prowadzić proces a nie chcę bez potrzeby zużywać energii elektrycznej, za którą w ostatnim czasie musiałem sporo "wykaszlać". Teraz czekam z utęsknieniem na wiatr bo niestety mimo prognoz meteo zapowiadających gwałtowne zjawiska pogodowe typu burza, wiatr, opady, panuje zupełna flauta. Ciężko lekko żyć ale nie tracę nadziei . C.D.N.