Le T355 Ultra Leger de Philippe
Depuis plusieurs années, Philippe possède un Sumerian Optic Alkaid 10 pouces qu’il a modifié pour retrouver certaines caractéristiques du Strock 250. Mais, 250mm est un peu trop petit pour lui aujourd’hui, il veut plus grand mais toujours très léger et facile à mettre en oeuvre. En résumé, il veut le même télescope que son Dobson 250 mais en 350 ou 400 pour moins de 20kg avec un colisage réduit. Je ne vous laisse pas balayer la page pour découvrir le fruit de la réflexion, voici le visuel du design final.
Le cahier des charges
Choix du diamètre de miroir
Le choix du miroir est guidé par son prix bien sur mais aussi de sa masse, un miroir de 400mm de diamètre de 10 à 11kg est trop lourd. Philippe ne veut pas manipuler le miroir lors de l’installation, il préfère le laisser dans la structure en version rangée comme son sumerian.
Quels sont les miroirs en 350/400 disponibles sur le marché d’épaisseur fine ? les fournisseurs ne sont pas nombreux.
– Les chinois ne font pas de miroirs en 350mm avec un dos plat et en 400mm ils font plus de 10kg….
– Orionoptics propose des miroirs de 350mm en 39mm d’épaisseur soit 8,3kg. C’est lourd !
– Astroreflect est plus intéressant, il propose un miroir de 350mm de diamètre en 25mm d’épaisseur pour un poids très contenu de 5,3kg. Un 400 ferait aussi bien l’affaire mais ça devient très fin avec toutes les difficultés de polissage associées.
On va donc retenir le miroir Astroreflect dont les caractéristiques sont les suivantes
– miroir en borofloat 33
– Diamètre : 355mm
– Epaisseur : 25mm
– F/D =4,5
– poids : 5,3kg
– prix : 1355€
Hypothèse pour le dimensionnement de la structure.
En première approche, Philippe voulait :
– une structure comme celle du T400-C de Serge avec un miroir léger que l’on laisserait dans la structure au rangement.
– utiliser les mêmes oculaires que pour son 250, c’est à dire uniquement des coulants 1,25 pouce.
– pas de paracorr
– limiter les couts et simplifier la fabrication en limitant le composite.
Cage secondaire :
– mono-anneau en composite avec une section plus important que sur le T400C de Serge.
– un porte oculaire en 1,25 pouces, type kinéoptic, pour un maximum de légèreté.
– Araignée en T avec miroir démontable ou basculant.
Tubes :
– structure à tubes pour limiter la taille de la cage secondaire
– avoir une jonction du tubes pour ne pas avoir de problème d’alignement des vis sur la cage secondaire et sur le caisse primaire.
Caisse primaire :
– barillet 18 points (à confirmer) en alu + collimation par le dessus.
– protection du miroir en position rangé, et en cours de montage.
– tourillons en bois à dimensionner pour un bon calage du centre de gravité
Rocker :
– le flex rocker ne permet pas de minimiser la taille de la base au rangement/ colisage, on gardera donc une conception via un rocker classique.
Dimensionnement de la chaine optique
Avec un porte-oculaire en 1,25pouce,, on peut se contenter d’un miroir secondaire de 70mm pour couvrir le champ de pleine lumière d’un oculaire panoptic de 24mm sans perte importante de qualité en bord de champ. Avec le filtre en 1,25 pouce on a un vignettage assez important en bord de champ, mais c’est un compromis assumé par Philippe qui possède dejà les filtres sur son T250, plus tard il sera possible de passer à un passe-filtre équipé en 2 pouces.
La cage secondaire
Le porte-oculaire kineoptic-like
Le kineoptic est le porte oculaire le plus simple et le plus léger que l’on peut acheté, donc normalement aussi dans les moins chers. Mais depuis plusieurs mois il est passé de 100€ à 239€ ce qui est complétement déraisonnable, sachant que l’on peut en faire un pour 30€ avec les outils du club.
L'anneau
Pour un maximum de compacité au rangement, nous avons choisi de faire un mono-anneau et pour le faire le plus léger possible il sera bien sur en composite, époxy fibre de verre devrait suffire pour les efforts supportés. Nous avons choisi d’innover pour l’âme sur composite avec l’impression 3D en PETG. Cette technique permet plus de liberté dans les formes, mais compte tenu de la taille de l’anneau, une impression en 6 morceaux sera nécessaire, pour un poids de 360g (1mm de paroi et 10% de remplissage). On peut faire mieux, chaque tronçon est déjà très rigide, on pourra limiter le nombre de couche de fibre.
Chaque tronçon est collé à la cyanolite pour figer la géométrie en attendant la stratification, puis l’anneau est poncé pour une meilleure accroche de l’époxy.
Puis, nous avons développé le process de stratification habituel, application de la fibre sous vide en étuvant à 60°C… et la c’est le drame!! les flancs de la cage se sont écrasées. Les parois étaient fines et encore plus après le ponçage, a telle point qu’elles soient devenues souples. Nous avons réussi à créer le vide aussi dans la section de la cage secondaire.
Il faut tout reprendre en changeant un matériau qui tient mieux en température et en dissociant les opérations de vide et d’étuvage. Un 2d essai avec le PETG en augmentant les épaisseurs et le remplissage n’est pas suffisant. Pour cette 3e version nous utilisons du HTPLA, ce matériau permet d’augmenter les caractéristiques mécaniques en faisant cristalliser la pièce au four à 110°c pendant 20 minutes. Avec une stratification et un étuvage dissocié, cette fois c’est enfin bon !
Ci-dessous, on peut voir les grandes étapes de la stratification supérieure de l’anneau :
– la pièce « est posée sur un marbre protégé de papier sulfurisé.
– elle est couverte de fibre de verre ici un sergé 160g.
– on ajoute les tissus techniques
– la bâche jaune très élastique permet d’appliquer le vide sur toutes les faces supérieures de la pièce en garantissant un placage parfait.
– Après arrachage des tissus, la pièce est maintenant est indestructible.
L'araignée
L’araignée reste conventionnelle avec un système point /trait/ plan. Nous avons cependant une contrainte au rangement, l’anneau étant peu épais, le miroir dépasse sous l’anneau, ce qui l’expose aux incidents et augmente la hauteur de l’empilement. Nous allons étudié 2 pistes : le miroir démontable et la rotation du miroir pour le mettre à plat. Dans les 2 cas nous allons remplacer le point par une rotule, ainsi le ressort/élastique est déplacé à l’arrière du miroir et plus entre les 3 vis, cela permet d’avoir plus de place autour des branches de l’araignée. De plus en démontant le ressort, le miroir et son support peuvent tourner de 180° pour rester dans l’épaisseur de la cage.
Les pièces imprimées sont noires, on distingue peu les détails ; ci-dessous vous verrez mieux les pièces avec la 3D.
Support miroir secondaire - rotulé
La rotule est imprimée en 3D pour recevoir une bille de 10mm de diamètre avec un trou fileté M4, les cotes sont précises pour avoir un mouvement visqueux. La bille est emprisonnée entre 2 mâchoires collée à la cyano, les 2 mâchoires sont ensuite montées en force dans la platine support du miroir jusqu’aux lèvres latérales. Celle-ci servent de verrouillage en position et permettent l’alignement avec la platine.
L'araignée version miroir démontable
Sur cette version, le miroir est démonté au rangement. La queue de la rotule vient se placer dans une entaille sur support avant avec une emprunte conique de chaque coté pour faire le centrage. En bas, avec un écrou nylstop M4 et en haut avec un cône sous un écrou à oreille.
La fixation arrière est classique sauf que le ressort est remplacé par un élastique accroché sur les vis de réglage, celui ci porte un crochet qui vient retrouver la platine miroir.
l'araignée version rotation du miroir à 180°
La queue de la rotule est vissée dans la pièces imprimée en 3D, l’écrou nylstop au dessus est une sécurité et une référence de position pour le placement du miroir en Z.
Ici, le but est de profiter de la rotule pour faire passer le miroir de la position incliné à 45° à une position horizontale afin de minimiser l’encombrement au rangement. Dans cette position le miroir rentre dans l’épaisseur de l’anneau, par contre la rotation risque de se faire au chausse pied avec un miroir aussi petit avec un anneau aussi fin, il faut tester. Le passage des plots du trait et du plan sont très proches des branches de l’araignée pendant la rotation.
Le montage de l'araignée
Les fixations supérieures du fagot
Comme il est facile de dessiner des formes dans l’anneau , j’ai créé des encastrements pour la fourchette.
Le serrage est effectué avec des vis à tête hexagonale qui portent des boutons moletés à 3 branches imprimés en 3D d’un coté et de l’autre c’est un cône qui fait le serrage de la fourchette avec un élément soudé sur le cône pour faire le anti-rotation.
Le barillet / choix du nombre de points
Les calculs
Le miroir de 355mm de diamètre est un peu fin en 25mm, par conséquent, il faut avoir un barillet sans concession. On vérifie ci-dessous, l’impact de 3 configurations de barillet compatible avec la structure avec 6, 9 et 18 points. Même si 6 et 9 points pourraient suffire, nous choisirons la version 18 points, pas beaucoup plus complexe à faire pour gain de forme supérieur.
Barillet 9 points :
Barillet 18 points :
La conception du barillet
La structure du barillet est une adaptation de celui que Serge a réalisé sur son T400-C. Ce barillet est basé sur des profilés en Alu de section carrée de 20mm rivertés/collés.
Les triangles seront imprimés en 3D puis stratifié carbone sur la surface supérieure.
La réalisation des triangles
Les triangles sont imprimés en 3D puis stratifiés carbone sur la surface supérieure. Attention, l’époxy a tendance à tirer très fort et à déformer les pièces même sous vide. A coup, la stratification n’est sans doute pas nécessaire, les caracteristiques du PLA avec recuit sont suffisantes pour notre application.
Plutôt que de coller une rotule dans le triangle, on choisit d’imprimer un logement pour une bille de 10mm de diamètre percée M4. Le diamètre du logement est agrandi de 0,2mm pour permettre un rotation sans contrainte.
La réalisation du barillet
La caisse primaire
Contrairement à la structure ultra minimaliste de Serge, ici nous devons conserver le miroir dans la structure rangée, il faut donc intégrer la boite de rangement du miroir à la structure autour du barillet. On ne va pas faire de fioritures, on va implanter un cadre autour en contreplaqué de 15mm sur le barillet avec des angles renforcés avec des goussets. Le barillet et les tubes vont être vissés sur les goussets en Z. Les tourillons viendront se visser sur les flancs de la boites via des écrous griffes.
La construction
La grosse difficulté ici est l’achat d’un CTP de qualité dans chez casto-merluche, c’était pas glorieux hors pénurie mais maintenant c’est la catastrophe. Le 15mm que l’on a trouvé est plein de trous et la peau externe se délamine. pas question de mettre un joli vernis!! Le 18mm est plutôt propre mais il fait 17mm encore un escroquerie….bref il faudra adapter toute les cotes.
Dans la découpe, comme dans l’assemblage rien de compliqué, il faut simplement vérifier que le cadre du barillet rentre entre les montant de la caisse-primaire avec un petit jeu de 1mm.
Les tourillons
Les tourillons sont l’une des dernières pièces que l’on doit dimensionner. Il est nécessaire de confirmer le bilan des masses de la cage secondaire et caisse primaire pour définir le diamètre des tourillons et la position des fixations.
Afin d’avoir un champ parfaitement circulaire et perpendiculaire à la face, nous faisons un montage sur un lapidaire (ponceuse d’établi) ; afin de venir mourir sur la cote prédéfinie, les tourillons sont vissés sur une support dont l’axe de rotation est confondu avec le centre de rotation de ceux-ci.
Les champs sont protégés par un tôle d’alu gaufrée pour garantir un contact non collant avec les patins de teflon. Cette tôle est collée à l’époxy et pointée aux extrémités. Les tourillons sont ensuite montés sur la caisse avec 2 vis imperdables.
Le convercle
Plutôt que d’avoir un couvercle inutile lors de l’observation, nous avons choisi une solution de couvercle avec charnières avec 2 ventaux servant de complément à l’entretoise tubulaire.En plus du couvercle, des cales anti-basculement ont été ajoutées aussi bien en observation que pour le transport.
Montage à blanc
Le télescope commence enfin à ressembler à sa forme définitive lorsque l’on y met les tubes ? Ici, vous pouvez voir un montage à blanc des tubes avec la longueur théorique majorée de quelques centimètres afin de retrouver le foyer à l’intérieur de la cage secondaire. l’ensemble est tenue avec du scotch.
Au préalable, Philippe a identifié l’oculaire nécessitant le moins de tirage sur la position du porte-oculaire dans sa gamme d’oculaire. Ici, c’est le pano de 24mm. La position du foyer pour cet oculaire est placée 5mm devant la collerette en haut de coulant 31,75mm, cela signifie qu’il faut faire coïncider le foyer du miroir primaire et la position du foyer du pano de 24mm. Le porte-oculaire doit être sorti de 5mm de sa position la plus rentrée pour avoir un peu de réglage pour les myopes.
Nos tubes étant trop longs, la meilleure manière de mesurer la longueur entre le foyer réel et la position attendue est de placer un tube en carton dans le PO dont l’extrémité à l’intérieure de la cage secondaire est fermée avec un scotch papier pour faire un écran. On va faire la mise au point sur le petit écran en visant un étoile brillante et ainsi connaitre la longueur des tubes à couper.
Pour éviter toutes fausses manipulations il est préférable de couper les tubes en 2 fois, pour confirmer la bonne distance ; ça serait dommage de couper trop court les tubes !
Colisage
In fine, le télescope complet : structure, tube, miroir, oculaires… finiront dans une valise. il reste encore à trouver le volume le plus adapté.
Le bilan des masses
La masse totale du télescope en fonctionnement fait environ 17,5kg, sans le colisage. Vous trouverez le détail ci-dessous.
| Cage secondaire | Poids (g) |
| Anneau + inserts laiton et PO | 670 |
| Araignée | 125 |
| Miroir 145+colle 5gr | 150 |
| Liaison tubes / anneau | 300 |
| Porte filtre + règlette avec 3 filtres | 120 |
| Système de visée quickpoint + laser | 390 |
| Total | 1 755 |
| Cage primaire | Poids (g) |
| Caisse en bois | 1330 |
| barrillet alu | 1166 |
| Miroir 355 * 25 poids théorique 5300 | 4900 |
| Tubes carbonne + inserts | 1400 |
| Tube entretoise | 130 |
| tourillons | 1420 |
| Couvercle en CTP 6,5 | 550 |
| Total | 10 896 |
| Rocker + embase | Poids (g) |
| Rocker 2415 + 100 peinture + 50 teflon | 2 565 |
| Embase 1415 + 3*100 pieds + 100 peinture | 1 815 |
| Total | 4 380 |
| Oculaires | Poids (g) |
| Powermat2,5 | 205 |
| Explore scientific 24mm série 68° | 309 |
| Explore scientific 14 série 82° | 263 |
| Explore scientific 8,8 série 82° | 242 |
| Explore scientific 4,7 série 82° | 208 |
Conclusion
Retour d’expérience : La cage secondaire est vraiment béton et un peu trop lourde. il serait possible de réduire les sections ici 20 x 44mm. La méthode de l’impression 3D est vraiment intéressante, cependant il y a une voie d’optimisation de la masse en réduisant l’épaisseur des parois (1mm) et la densité de remplissage (15%).
