Amatör Teleskop Aynası Yapımı

Teleskop türleri açıklamalarından da anlaşılacağı gibi yapımı en kolay teleskop tipi Newton türü teleskoptur. Diğer türleri yapan  amatörler de var ancak bunlar teleskop yapımında uzmanlaşmış kişilerdir ve yapımları oldukça zordur.

CAM  ÇEŞİTLERİ

             Soda Kireç  

             Pyrex  ( Borosilikat)

             Zerodur

             Sitall

             Cervit

             Fused Quartz

Soda kireç cam ile aynamızı yapabiliriz. Bu cam bildiğimiz pencere camı ve kolayca bulabileceğimiz cam türü.  Diğer camları ülkemizde bulmak çok zor ve oldukça pahalı materyallerdir.

Ayna çapı ile kalınlığı birbirine orantılı olması gerekir. Genelde  çapın 1/6’ sı kadar kalınlığı olması gerekiyor.  Ülkemizde 19 mm den daha kalın cam üretilmediği için bu kalınlıktaki cam ile  150 mm, en fazla 200 mm çapında ayna yapılabilir.  Daha büyük çapta ayna yapabilmek için daga kalın cam gerekir.  Böyle bir cam, bir kaç kat camı “ Füzyon “ yapıştırma yöntemi ile elde edilebilir.  

İlk kez bir ayna yapacaksanız, önerilen çap 6 “  ( 152 mm ) dir. Bu çaptaki aynanın malzemesi hem kolay bulunur, hem de yapımı kolaydır. Ayna yapımında meydana gelecek zorluklar böylece daha az olacaktır. Bu da ilk kez ayna yapan biri için bıktırıcı olmayacak, eğlenceli olacaktır.

ALET  YAPIMI

            Ayna yapımı için bir cam diske ve onu aşındırmaya yarayacak aynı çapta bir materyale ihtiyaç olacaktır, buna  “ Alet “ ( tool )  diyoruz.  Küçük çaplı aynalar için alet olarak yine cam kullanılabilir. Büyük çaplarda ise aleti yapmak daha ekonomik olacaktır.   Bir de ayna aşındırması sırasında üzerinde camın döneceği bir tezgah gerekir. Aslında en ideali bir varil üzerinde çalışmak ve etrafında dönmektir. Ancak ev ortamında bu pek olanaklı bir şey değildir. Bunun için iki parça tahtadan oluşan, üstteki parçanın dönebilen bir tezgah olması uygundur.

Resimde  suya dayanıklı kontrplaktan yapılmış tezgah ve alet ve ayna olarak cam diskler görülmekte.

 Daha büyük çapta ayna yapmak için ayna çapı kadar alçı döküp, donduktan sonra üzerine seramik yapıştırılarak   alet yapılabilir.

Alçıdan yapılan disk üzerine yapıştırılan seramik parçaları ile yapılan bir alet ( tool )

PAHLAMA

                  Cam disklerin kenarları keskin olmamalıdır.  Keskin köşe  aşındırma sırasında kırılmalara neden olur. Cam disk ilk kez kullanıldığında eğer kenarları keskin ise  bir zımpara taşı ile pahlanması gerekiyor. Aşındırma sırasında ileride yine kenarlar sivrileşecek ve kırılmaya başlayacak. Bunu önlemek için kenarlara bakıp pahlama yapmak gerekir.

Üstteki resimde her iki cam disk de zımpara taşı ile pahlanıyor.

Pahlanmış cam kenarı

AŞINDIRICILAR

               Alet ve ayna arasına koyulacak ve camların aşındırmasına yarayacak malzemeler.  Silisyum Karbür, aluminyum oksit ve seryum oksit den ibaretrtir.  Bu aşındırıcılara kısaca zımpara tozu da diyebiliriz.

Aşındırma işlemi de 3 aşamada yapılıyor.  Kaba aşındırma, ince aşındırma, cilalama ve biçimlendirme.

Kaba aşındırma sırasında,   80,  120,  180, 280  grit aşındırıcılar,  ince aşındırma sırasında 400, 600, 800 ve 1000 grit aşındırıcılar,  cilalama ve biçimlendirme sırasında ise  seryum oksit ( 1600 grit )  aşındırıcılar kullanılır.

               Aşındrıma işlemi sırasında dikkat edilecek bir husus vardır.  Aşındırıcı  tozlar mutlaka ıslatılması gerekir. Bu tozlar ve cam tozu ıslak olmazsa havaya karışır ve solunum yolu ile ciğerlerimize dolabilir.  Bu da  “  SİLİKOSİS “  denilen ölümcül hastalığa neden olabilir.

Ancak endişe etmeye gerek yok, aşındırıcılar ıslak olduğu sürece böyle bir hastalığa neden olmaz.  Yine de çalışma sırasında bir maske takılırsa daha güvenli olur.

AYNA YAPIM TERİMLERİ

               Ayna yapım işi sırasında bazı terimler göreceksiniz, bunların ne olduğunu açıklamakta fayda var.

Tool        –      Alet

MoT        –     ( Mirror on top )    Ayna üstte çalışma

ToT          –     ( Tool on top )   Alet üstte çalışma

Wet         –      Aşındırıcı tozun ıslatılması

Spider     –     ( Örümcek ) ikincil anyayı ve tutucusunu tüpe bağlayan parça

Sagitta     –     Aynanın derinlik miktarı

Collimation – Hizalama

Coma      –      Kuyruk saçılması

CoC         –      ( Center on center )  Merkez üstü merkez

DERİNLİK  ÖLÇME ve SAGİTTA  FORMULÜ

Aynanın çapı ve  odak uzaklığı değiştikçe derinlik de değişecektir.  Buna göre yapılacak teleskobun dizaynına göre aynanın odak uzaklığı hesaplanarak derinlik ona göre yapılır.

Derinligi hesap ettikten sonra yapılacak şey bu derinliği ölçmektir.  Bunun için hırdavatçılarda kolayca bulunabilen “ Kompratör saati” ne ihtiyaç vardır.

Tercihan alıminyum bir parçanın üzerine takılan bu alet ile hassas bir şekilde derinlik ölçülebilir.  Kompratör saatindeki ibrenin 1 turu 1 mm ölçer.  Kadran üzerindeki çizgiler ise 1/100 mm ölçer.

KABA  AŞINDIRMA

                Alet ve ayna arasına  bir miktar ( 1 çay kaşığı kadar ) 80 grit aşındırıcı dökerek ve bunu ıslatarak aşındırma işlemi başlar. 80 grit tanecik büyüklüğü en büyük olan aşındırıcıdır, bundan dolayı ayna hızlıca aşınmaya başlar. Alındırma sesi ilk başta çok fazladır, daha sonra giderek ses azalır, aşındırıcılar ufalmış ve özelliği azalmıştır ve çamur haline gelmiştir.  Ayna ve alet su dolu bir kabın içinde güzelce yıkanır, tekrar aşındırıcı koyulur ve aşındırma işlemine devam edilir.  Buna “ Wet “ denir.  

Ayna olacak cam kenarından işaretlenmesi iyi olur, daha sonra alet ve aynanın yerleri karışabilir.  

Ayna üstte ve  merkez üstü merkez ( CoC )  ileri – geri  % 40 – % 50 taşırma yaparak çalışma yapılması gerekir.

10 – 15 kez ileri ve geri hareketten sonra  çalışma tezgahının üst bölümünü 20 – 30 derece kadar bir yöne çevirmek gerekir. Eğer bu çevirmeler hangi yöne ise sonuna kadar aynı yöne doğru çevirmek gerekir.  Çalışma tezgahının üstteki dönen bölümü çevrildiğinde alet ve ayna aynı zamanda dönmüş olur, bu sayede aynanın ve aletin her tarafı eşit şekilde aşınır.  

Ayna ve aleti her zaman ( Ayna yapımı bitene kadar ) çevirmek gerekir, bunu her seferinde belirtmeye gerek bile yoktur.

Üstte olan ayna hafifçe bastırarak çalışıldığı için altta olan aletin kenarları üstteki camın içini oyar. Üstte olanın her zaman ortası, altta olanın da kenarları aşınır.  

Bu şekilde çalışmaya devam edilir, aynanın çapına göre aşındırma işleminin süresi değişir. Derinliği ölçerek ne kadar ilerlediğinizi görebilirsiniz.

80 grit aşındırıcı ile istenilen derinliğe gelindiğinde 120 grit aşındırıcıya geçilmesi gerekir.

Bundan sonra 80 grit ile buzlu cam haline gelen yüzeyler aşındırıcılar inceldikçe pürüzsüz hale gelecektir.

120 grit ile çalışmaya başlamadan önce çalışma tezgahı, ayna, alet ve su kabı güzelce yıkayıp temizlenmeli ve kalın tanecikler kalmamalı.   Bundan sonra her grit değiştiğinde bu işlem titizlikle yapılması gerekir. Aynanın çizilmemesi için temizlik çok önemlidir.   120 grit aşındırıyı ile  2 wet ayna üstte ( MoT ) 1 wet alet üstte ( ToT ) çalışarak derinlik muhafaza edilmiş olur. Ancak yine de her grit bittiğinde ölçmekte fayda var.

Aslında prensip şudur;  

Eğer derinlik fazla oldu ise alet üstte,  derinlik azalmış ise ayna üstte çalışmak gerekir. Bu şekilde derinliği kontrol altında tutmuş oluruz.

120 grit bittikten sonra  tekrar temizlik ve sonra 180 grit ile çalışmaya başlanılır.  Bu da aynı şekilde  2 wet ayna üstte  merkez üstü merkez ( CoC ) % 40 – % 50 taşırma,  ( MoT )  1 wet ( ToT ) çalışmak gerekir.  

Sonra  280 grit aşındırıcı da aynı şekilde çalışılmalıdır.

Böylece kaba aşındırma bölümü sona ermiş olur.

Kaba aşındırma yapan öğrenciler.

Hızlandırılmış video görüntüsünde kava aşındırma çalışması görülmekte.

İNCE  AŞINDIRMA

          İnce aşındırma da aynı şekilde devam edecektir, tek fark aşındırıcıların artık epeyce ince olması ve camın daha saydam hale gelmesi.  Aşındırıcı tanecikleri küçüldüğü için bu aşındırıcıları ayna ve alet arasına kaşıkla dökmek yerine  0,5 litrelik su pet şişelerinin içine aşındırıcıyı döküp çok az su koyup çalkalayarak  şişenin kapağına açılan küçük bir delikten yüzeye dökülebilir. Böyle yapıldığı zaman su ile ıslatmaya gerek kalmayacak ve aşındırıcılar  yüzeye homojen bir şekilde yayılacak.

Sırası ile  400,  600,  800 ve 1000 grit aşındırıcılar yine 2 wet  Mot 1 wet ToT,  CoC    % 40 –  % 50  taşırma yaparak ve her gritten sonra temizlik yaparak çalışılır.

İnce aşındırma yapan öğrenciler ve aşındırıcının koyulduğu su sişesi.

CİLALAMA  

           Cilalama aşamasına geldiğimizde seyum oksit aşındırıcı kullanmamız gerekiyor.  Bunu da bir pet şişenin içine koyup su ile karıştırılmalı ve bundan sonra bu şekilde kullanılmalıdır.  Seryum oksit çok ince ( 3 mikron ) bir aşındırıcı olduğu için aletin üzerine reçine döküp aleti cilalama lapı haline getirmemiz gerekir.

Reçine,  kara sakız, çam reçinesi, balmumu ve terebentinden olan bir karışımdır. Bir cezve içinde çok kısık bir ateşte eritilmelidir. Kimileri için oldukça rahatsız edici bir kokusu olduğu için kapalı ortamlarda bu eritme işini yapmak çok dıoğru olmaz.  Reçine erittiğiniz kap bir daha başka bir iş için kullanılamayacağı için, kullanmadığınız bir cezveyi veya kabı bu iş için feda etmeniz gerekecek.  

Bir kap içine koyulan reçine ( Optik Reçine ) yavaş yavaş erirken,  aletin kenarına yağlı bir kağıtı çepeçevre sarmak gerekiyor. Bu yağlı kağıtın yüzeyine sıvı hale gelmiş reçine yapışmayacak ve aletin tümsek yüzeyine yapışacak.  Reçineyi dikkatlice, yağlı kağıttan barikat yapılmış aletin üzerine yavaşça dökülerek, yaklaşık 1 – 1.5 cm kadar kalınlık olması sağlanır.  Ve soğuması beklenir.  

Bir cezvede eritilen optik reçine aletin üzerine dökülüyor.

Optik reçine alet üzerine döküldü ve soğuması bekleniyor .

Çok fazla soğumadan, kenarındaki yağlı kağıttan olan barikat sökülür. Eğer sökülmüyorsa daha yeterince soğumamış demektir.  

Söküldükten sonra ahşap veya alüminyum bir malzeme ile lap üzerine bastırılarak kanallar açmak gerekir.

Kanallar açıldıktan sonra cilalama lapının görünümü.

Hemen hiç beklemeden aynanın çukur tarafına sürülmüş seryum oksit olan yüzey, reçinenin üzerine koyulur ve hafifçe bastırılır. Böylece daha tam olarak soğumamış reçine aynanın çukur olan yüzeyi ile eşit hale gelmiş olacak.  Aynanın yüzeyine seryum oksit sürdüğümüz için ayna reçineye yapışmamış olacak.  Burada dikkat edilecek husus,  aynanın yüzeyine seryum oksit sürülmesi ve bunu yüzeye iyice yayılmasıdır.

Ayna lapın üzerinde iken optik reçinenin iyice soğuması beklenir.

Gerekirse aynanın üzerine bir ağırlık koyularak lapın yüzeyinin tam olarak aynaya uygun olması sağlanır.

Cilalama lapı iyice soğuduktan sonra ayna lapın üzerinden alınır.

Bir maket bıçağı yardımı ile kenardaki fazlalıklar kesilir. Reçine tamamen soğuduğunda maket bıçağı reçine parçalarını kırarak kesebilir.

Kenarları temizlenmiş cilalama lapı.

Daha sonra aynı bıçak ile lap yüzeyine kanallar açılır. Bunu seryum oksit lap yüzeyine daha iyi yayılsın ve çalışma sırasında lapın aynaya vakumlanarak yapışmaması için yapmak gerekir.

Maket bıçağı ile reçine üzerinde kanallar açılıyor.

Bu işlemi yaparken maket bıçağının keskin ve soğuk olmasında büyük fayda var. Özellikle yaz aylarında el sıcaklığı ile ısınan bıçağın ucu reçineye yapışıyor ve kesme işi zorlaşıyor. Bunun için, içinde buzlu su olan bir bardağın içine maket bıçağını daldırıp sık sık soğutmak çok işe yarıyor.

Kenarları düzeltilen, kanalları açılan bu alete “ Cilalama Lap’ ı “ diyoruz.  Reçine parçaları bir fırça ile temizlendi ve cilalama lapımız hazır hale geldi.

Cilalama lapımızızn karelerinin üzerine maket bıçağının ucu ile ince çizikler atıyoruz.Bu, seryum oksitin lap üzerinde rahatça dolaşmasını sağlayacak.  Cilalama boyunva bu kanallar ve çizikler kapanacaktır. Kapandığı  zaman tekrar kanalların açılması ve çiziklerin yapılması gerekir.

Böylece artık cilalamaya başlayabiliriz. Bu uzun bir süreçtir. Ayna çapının santim başına 1 saat cilalanması gerekir. 150 mm çapındaki bir ayna 15 saat kadar cilaya ihtiyaç duyar.

Hızlandırılmış video görüntüsünde cilalamanın nasıl yapılacağı görülüyor.

Seryum oksit – su  karışımı ile merkez üstü merkez  (  CoC  ),  yine  % 40 – % 50 her iki tarafa taşırarak, ileri geri hareketler ile ve 10 – 15 hareket sonunda yaklaşık 30 derece çevirerek cilalama işlemi devam eder.

Bir saat ayna üstte  ( MoT ), yarım saat alet üstte ( ToT ) olmak üzere 150 mm çapında bir ayna için cilalama işlemi 15 saat kadar sürebilir.

Cilalama yapılmadığı zamanlarda ayna ile cilalama lapının arasına seryum oksit – su karışımını sürüp, su dolu bir kabın içinde bekletebilirsiniz. Özellikle sıcak havalarda lap daha kolay erir ve uzun süre çalışılmazsa aynaya yapışabilir veya yüzeyi bozulabilir.

Eğer lap ile ayna birbirine yapışırsa sert cisimler ile zorlamamak gerekir. Bu zorlama sırasında alet veya ayna kırılabilir.

Böyle bir durumda lap ile aynayı derin dondurucuya koyup bir kaç saat sonra çıkartmak gerekiyor. Ayna ve lap farklı derecelerde genleşeceği için reçine ayna yüzeyinden kolayca ayrılacaktır. Tabi ki bu sırada lap bozulacak, reçine aletin üzerinden sökülecektir. Bu reçine parçalarını tekrar daha önce reçineyi erittiğiniz kaba koyup, eritip yeniden lap yapımına başlamak gerekir.

Şurası  kesinlikle unutulmamalıdır,  lap ile cilalama çalışması için en uygun sıcaklık  20 – 25 derece arasıdır.

Aynanın yeterince cilalanıp cilalanmadığını anlamak için kırmızı lazer ile test yapılabilir.

Aynanın yüzeyine 45 derece açı ile tutulan bir lazer ışığı ile yüzeydeki parlak ve parlak olmayan bölgeler kontrol edilir.

Eğer ayna yeterince cilalanmış ise lazer ışığı neredeyse hiç yansımaz.

Eğer ayna yeterince cilasız ise yüzeyinden daha çok ışık yansır.

Genelde aynanın ortası daha çabuk, kenarlar daha geç cilalanır. Bu yüzden aynanın her tarafını bu şekilde test etmekte fayda var.

RONCHİ TESTİ

Aynanın yeterince cilalandığına emin olduktan sonra biçimlendirme aşamasına geçiyoruz.

Aynanın yüzeyini test etmemiz için test düzeneğine ihtiyacımız var. Bunun için basit bir düzenek yapılabilir. Bunun için, asetat üzerine basılmış ve 1 mm de 4 adet çizgi olan ronchi ızgarasıi led ampul, pil ve bunları üzerinde barındıran ahşap veya plastik malzeme gerekir.

Basit bir Ronchi test düzeneği

Led ampul ızgaranın arkasında olacak şekilde yerleştirilmiş olmalı ve aynaya çarpıp geri yansıyan led ışınları tekrar ızgaradan geçip gözümüze ulaşmalıdır.

Aynayı 90 derece dik durumda tutacak ve düşmesine engel olacak bir aparata ihtiyaç vardır. Test aleti aynadan odağın iki katı mesafede olmalıdır.  Buna   “ Eğrilik yarı çapı “  (  RoC  –  Radius of curve ) denir.

Böylesine uzak mesafede ronchi görüntüsünü yakalamak zordur, ilk önce test aletini aynaya yaklaştırarak ledin ışığını test ızgarasından  görmek, daha sonra yavaş yavaş geriye doğru gitmek gerekir. Tam RoC noktasında aynada görülen ışık büyüyecek ve aynanın yüzeyinin tamamını kaplayacaktır.  İşte tam bu noktada  Ronchi testi yapılır.

Biçimlendirme çalışması genellikle W şeklinde olur ve küresel olan ayna yüzeyini parabol hale getirir.

Daha detaylı Ronchi testi bilgisi Ronchi Testi bölümünde.

Testi yapılarak biçimlendirmesi bitmiş ayna aluminyum ile kaplanmaya hazır halde.

AYNA KAPLAMA

Aynamızın cilalama ve biçimlendirme işi bittikten sonra yansıtıcılığı arttırmak için yüzeyini kaplamak gerekiyor.  Bir kaç çeşit kaplama türü var ancak bunların en iyisi vakum odası içinde aluminyum ile kaplamaktır. Gümüş ile de kaplama yapılabilir ancak gümüş çok çabuk oksitlenir ve bir kaç ayda kaplama bozulur, bunu sık sık tekrarlamak gerekir ki, bu da çok pratik değildir.  Yine vakum altında krom kaplama da yapılabilir. Kromun yansıtıcılığı  daha azdır ancak ömrü çok uzun olur.

Aluminyum kaplama işini piyasada bu işi yapanlar halledebilirler. Vakum odasında bir müddet bekledikten sonra,  saf aluminyum telleri yüksek voltaj verilerek ( 4000 – 5000 volt ) buharlaştırılıyor ve aynanın yüzeyine homojen olarak yapışıyor.  Kaplama yapıldıktan sonra buna kesinlikle temas etmemek gerekiyor, temas halinde parmak izi çıkar ve bu iz kaybolmaz.  Kaplama bozulduğunda üzerindeki aluminyum sökülüp tekrar tekrar kaplanabilir.

Kaplama öncesi vakum odası temizleniyor, ayna kaplanacak yere asılıyor.

Kaplama yapıldıktan sonra aynalar vakum odasından çıkartılıyor.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir