Apertometro economico fai da te

[Guido Gherlenda]

Ripresa: una o più lavorazioni vengono eseguite successivamente alla prima e non necessariente con la stessa macchina, lo smusso a 45°nel nostro caso, riposizionando il pezzo non si ottiene la stessa precisione del fare tutto in un sol passaggio, nel caso specifico non ho un utensile con il tagliente a 45° lungo quanto basta per fare lo smusso in una sola passata quindi se si opta per la lavorazione completa in una sola fase lo smusso verrà fatto da una fresa molto piccola (diametro 3 o 4mm nel mio caso) che farà i passaggi necessari per la lavorazione inclinata, rimarranno dei piccoli segni che comunque non sarà difficile eliminare.

La sequenza per mandare alla cnc il lavoro parte da un disegno (CAD), 2 o 3D a seconda dei casi, il quale viene trasmesso ad un programma, molti sono integrati nel CAD, che si occupa di fare i percorsi degli utensili con un linguaggio comprensibile alla cnc, di solito Gcode, tutto qui.

[patta]

Oggi niente apertometri per me, domani controllo, invece sono finalmente riuscito a prendere questa immagine... ne sono fierissimo.
Provate da indovinare cos'è!.
Indizio: ispirata dagli.... apertometri

[3nzo]

Per Patta:
Per Guido: ma la cnc cosa è? La fresatrice? Da quanto dici, forse converrebbe fare tutto in un passaggio lasciando un po' più di materiale che verrà asportato nella lucidatura. Credo che convenga rimanere su un diametro di 11- 12 cnn massimo. La superficie del cilindro si puo lasciare opaca e l'unica parte lucida dovrebbe essere il piano a 45°. Si può fare?

[Guido Gherlenda]

CNC sta per Computerized Numerical Control, in pratica è una macchina con gli assi (la mia ne ha tre ma le più evolute arrivano a 7) comandati da un sistema computerizzato che seguono dei percorsi stabiliti.

L'immagine è solo d'esempio, la mia pur se autocostruita è decisamente più seria sia come dimensioni che come struttura:

Sicuramente si può fare, la superfice da ludidare può avere un sovrametallo (nel caso di materiale plastico non ho idea di come lo chiamino) di 0.1mm che verrà eliminato son la ludidatura.

L'unica cosa che non si puà fare contemporaneamente è il punto dove focalizzare l'ottica che, se non erro, è dalla parte opposta alla lavorazione, in questi casi si fa una sagoma con il punto in questione e lo si riporta sul lato corretto, il margine d'errore è sicuramente inferiore al decimo.

[3nzo]

L'unica cosa che non si puà fare contemporaneamente è il punto dove focalizzare l'ottica che, se non erro, è dalla parte opposta alla lavorazione, in questi casi si fa una sagoma con il punto in questione e lo si riporta sul lato corretto, il margine d'errore è sicuramente inferiore al decimo.

La lastra non è già lucida sulle due facce? Altrimenti basta lucidare una un'area circolare a cavallo del diametro, penso 1cm sia più che sufficiente.
Potrebbe essere un'alternativa realizzare la superficie a 45° con un taglio e dopo lucidata si taglia il semicercio partendo dal diametro posto in corrispondenza della proiezione sul piano superiore della metà della superficie inclinata ? Oppure questa procedura porterebbe a maggiori errori?
Penso inoltre che se si pone sul lato superiore una scala radiale che arrivi fino al bordo, cade tutto il problema della centratura ecc.

[Guido Gherlenda]

Si, le facce sono lucide, bisogna solo riportare sul lato inferiore (rispetto alla posizione sul banco della fresa) il centro, non è sicuramente un problema.

[3nzo]

Il centro della semicerchio dovrebbe coincidere con la proiezione del centro della faccia inclinata.

[Guido Gherlenda]

Il centro della semicerchio dovrebbe coincidere con la proiezione del centro della faccia inclinata.

Si che se non sbaglio è anche il centro del semicerchio.

[3nzo]

Ho fatto un disegnino su come la vedo, dimmi se sbaglio.

[Guido Gherlenda]

Perfetto, se mi confermate che il diametro di 100/120mm va bene io procederei, chi ne vuole uno per cortesia me lo confermi e mi mandi in MP un indirizzo. Grazie a tutti per l'ottimo spunto.

Non volendo essere proprio il più ignorante del gruppo e copiare pari pari i dati che gentilmente avete fornito ho dato fondo ai miei 4 neuroni e ne è saltato fuori un modello discreto, dovrò mettere un'illuminazione interna per renderlo pratico ma sembra funzionare, la lucidatura non è poi così complicata.

C'è da dire che probabilmente non ho superato l'esame di ottica, funziona bene sino a a.n. 1 poi i valori si discostano un po' troppo da quelli nominali, evidentemente c'è qualcosa da rivedere, comunque questa è un'immagine, le due pareti riflettono fastidiosamente la scala...

[Toniclimb]

.........
Toni, la tua scala per il prisma porro - quale è la lunghezza dei cateti? Centro- ultima tacca? Così lo stampo ed incollo anch'io.

Si è come dici. Ho incollato la scala per ir 1.52, domattina a colla secca faccio qualche prova

[arturoag75]

Guido sei inarrivabile

[3nzo]

Per Guido.
Bisognerebbe passare un po' di abrasivo fine dulle pareti laterali.
A me farebbe piacere un blocco come il disegno che ho mandato, tipo Abbe diametro 120 mm, quando è fatto, bisognerebbe vedere se rifette la scala, altrimenti ci sarebbe un altro lavoretto da fare cioè satinare la faccia piana inferiore. Quella superiore satinata escludendo 2 cmq intorno al centro del cerchio o una fascia di 2 cm sopra la faccia inclinata.
Ti mando un messaggio privato con email telefono e indirizzo, fammi sapere quanto devo pagare per il lavoro, perché il tempo è denaro, e la spedizione.
Se non puoi non fa niente. Grazie per la disponibilità.

[3nzo]

Si è come dici. Ho incollato la scala per ir 1.52, domattina a colla secca faccio qualche prova

Che colla usi?

[Toniclimb]

Che colla usi?

Resina epossidica. Indice dichiarato 1.49.
Ho fatto qualche test, ma sono icappato nella nota Murphy's law
Usando la scala da 1.52 ho rilevato una sistematica sottostima delle grandi aperture, per cui probabilmente il prisma è un BAK-4 e dovrebbe andare bene l'altra.
Questo è il test del Nikon ePlan 100/1.25:

Invece di 1.25 leggo 1.20, corrispande all'impiego dell'altra scala, si vede dal confronto delle due.
Appena ho tempo scollo tutto e rifaccio con l'altra scala.

[3nzo]

La resina epossidica è quella a due componenti? Non rende praslucida la carta? E per cambiare scala come si toglie?

[Guido Gherlenda]

fammi sapere quanto devo pagare per il lavoro, perché il tempo è denaro, e la spedizione

E' un passatempo, se viene pagato il tempo diventa un lavoro... il costo del corriere, 8€, è quanto basta.

Procedo, per la satinatura non c'è problema, è la cosa più semplice da fare...

[Toniclimb]

La resina epossidica è quella a due componenti? Non rende praslucida la carta? E per cambiare scala come si toglie?

Si
Si ma non è un problema, anzi..
Quella che uso io a temperatura ambiente impiega giorni a solidificare completamente

[Toniclimb]

E' una resina specifica per impregnare, ha una fluidità iniziale molto elevata e tempi di lavorazione di ore a temperatura ambiente.
Il giorno dopo si toglie ancora molto facilmente, infatti

ecco il prisma
"più bello e più superbo che pria"

[3nzo]

Si toglie come, con un panno, un solvente? Se è per impregnare allora la carta diventa traslucida.

[Toniclimb]

Alcool denaturato, scottex e olio di gomito.
Si, la carta diventa translucida, in pratica le scritte si "integrano"col vetro. Se vuoi uno sfondo colorato aggiungi qualcosa dietro alla scala, pennarello, vernice, altro strato di carta ecc

[Toniclimb]

Con la scala per indice 1.57 mi ritrovo:
Esempi:
Nikon EPlan 100/1.25:

Leitz NPLFluotar 10/0.30:

posso piazzare il crocefilo per la messa a fuoco.

[3nzo]

Perfetto! Ma la carta non è traslucida o non appare?

[Toniclimb]

La carta è traslucida, le scritte si vedono bene lo stesso

[Toniclimb]

La carta è traslucida, le scritte si vedono bene lo stesso

[3nzo]

Allora si può fare, si legge bene.

[3nzo]

Ho completato l'apertometro di Cheshire secondo e con il disegno dell'articolo citato.
http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/art ... ometer.pdf
stampando 1:1 perché si riferiva a vetrini stadard 1x3" e si sovrapponeva perfettamente ai miei vetrini di 25x75 mm.
Posto una foto fatta a mano libera con una compattina, comunque si vede che con un Lomo 90x AN 1,3 indica una AN 1,3 pur usando l'immersione in acqua e non in olio perché era una prova preliminare. Mi aspettavo meno di 1,3, forse è troppo ottimistico, cioè inesatto. A questo punto proverò con l'olio.
Non so se la scala è sbagliata o l'indice di rifrazione è maggiore di 1,51, ne dubito. Lo spessore del vetro è giusto 12,4 mm (invece di 12,5 mm), unica cosa manca il coprioggetto, ma non credo che possa influire così tanto.
Che ne pensate?

[Guido Gherlenda]

Non so quanto possa incidere ma i vetrini coprioggetto spesso hanno un indice di rifrazione di 1.53

Questo è un esempio tra i tanti che ho trovato: https://www.biosigma.com/datasheet/VBS653_TDS.pdf

[3nzo]

Effettivamente...
Con comodo proverò. Ora i miei pensieri vanni all'apertometro di Abbe

[Toniclimb]

.......
comunque si vede che con un Lomo 90x AN 1,3 indica una AN 1,3 pur usando l'immersione in acqua e non in olio
.....
Che ne pensate?

Che è giusto così, l'indice di rifrazione dell'acqua è 1.33 e quindi posso valutare ottiche di AN fino a 1,33. Con l'1.40 in teoria dovrei vedere un po' più di 1.30, al limite 1.33.
Questo avviene perché un fascio conico di luce di semiapertura angolare x in un mezzo con indice di rifrazione n corrisponde ad una apertura numerica AN = n sen(x). Se lo stesso fascio attraversa strati paralleli di materiale di indice diverso, l'apertura x cambia, ma il prodotto n sen(x) per la solita legge della rifrazione resta costante (cioè l'AN non cambia) passando da un materiale all'altro, finchè non interviene il fenomeno dell'angolo limite, che si verifica all'ingresso del fascio nel mezzo di indice minore.
Il mezzo di indice minore limita l'AN del fascio al valore n sen(90°) = n, l'indice di rifrazione minore presente nei vari strati.
Quindi
1) nel caso di immersione in acqua che ha indice 1.33 l'ottica da 1.30 viene rilevata correttamente.
2) posso fare l'immersione in olio (1.52) o glicerina (1,47) di tutte le ottiche che si vedono in giro (AN max 1.40) rilevando gli stessi valori in entrambi i casi.
3) se l'ottica prevede ad es. l'immersione in acqua, posso usare al posto dell'acqua qualunque altro mezzo con indice maggiore o uguale rilevando sempre lo stesso valore di AN.
4) una qualunque ottica, a prescindere dal mezzo di immersione per cui è progettata, verrà rilevata correttamente purché abbia AN minore dell' indice di rifrazione più basso presente.
5) un apertometro a scala planare dovrà avere la scala ben incollata al vetro o incisa o disegnata direttamente sul vetro stesso o fatta aderire perfettamente, se lascio interposto uno strato di aria anche minimo (es. 10 micron) non vedrò più la parte di scala che indica valori maggiori di 1, (indice dell'acqua). Questo non vale se l'apertometro presenta scala circolare o comunque non planare.
6) Naturalmente le migliori prestazioni ottiche di impiego si avranno con l'uso del mezzo di immersione previsto in sede di progetto. L'uso di altri mezzi per la misura dell'AN è un'altra cosa.

[3nzo]

Grazie, mi hai chiarito molte cose

[3nzo]

Finalmente ho termimato l'apertometro di Cheshire ver. 2. Ho dovuto ricostruirlo in parte perché l'aria intrappolata nelle fibre della carta aveva prodotto scollamenti con il vetrino e la macchia che si nota nella foto della misura già postata. Ora scollata e reincollata la carta con balsamo del Canada diluito al punto giusto con xilolo funziona tutto bene e l'apertura indicata è in linea con quanto dichiarato sul barilotto dell'obiettivo. Aspettiamo l'apertometro di Abbe, ma per quello bisogna sperare in persone più capaci di me.

[Toniclimb]

Salve.
In questi giorni grazie al maltempo ho avuto modo di fare la misura dell'indice di rifrazione del vetro di un altro prisma di Porro. Le dimensioni e l'aspetto sono uguali a quello che ho usato per fare l'apertometro, ma non è detto che siano identici in quanto derivano da binocoli diversi.
Ho usato un puntatore laser e ho misurato la deviazione angolare introdotta dal prisma per risalire all'indice di rifrazione.

Ho usato una lastra di vetro per montare un rudimentale banco ottico fissando il puntatore con carta adesiva e segnando le direzioni del fascio con e senza il prisma. Per la misura dell'angolo di deviazione invece di usare un goniometro ho chiuso un triangolo e sono risalito alla misura dell'angolo da quelle dei lati col teorema di Carnot, per avere in questo modo una maggiore precisione. Ho assunto per eccesso un errore di +/- 1 mm nella posizione dei vertici del triangolo, le dimensioni dello spot del laser sono di misura inferiore al millimetro, la posizione del centro dello spot si riesce facilmente a rilevare con un ago montato verticalmente su una iastrina, anche con precisione migliore.
Il prisma l'ho inserito sul percorso del fascio di luce in modo da incidere sull'ipotenusa con un angolo di 45°, qui ho dovuto usare il goniometro e ho assunto un errore massimo di +/- 1°.
Inoltre mi sono fidato delle dimensioni fisiche del prisma, ipotizzando angoli (45 - 45 - 90) con errori trascurabili.

Nella figura ci sono anche le formule con cui si risale all'indice di rifrazione.
I dati sono processti nel foglio di calcolo.

IndiceRifrazione.zip

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Sono zippati perché il formato .xls non viene accettato per l'upload.
Per il calcolo dell'errore ho valutato i casi peggiori di combinazione dei dati.
Quello che risulta (n=1,51 +/- 0,01) è in linea col comportamento di un comune vetro ottico BK, corrisponde considerando la lunghezza d'onda del laser di circa 650 nm (laser rosso) ed è assolutamente incompatibile con l'ipotesi che il vetro sia un BaK-4.
Saluti.
toni

[3nzo]

Bravo! Sarei curioso di conoscere il valore di n del mio apertometro casareccio.
Per la base di montaggio hai scelto il vetro, ma forse era più comodo un piano con un foglio...
Il puntatore con un fascio così stretto dove si compera? E' pericoloso per gli occhi?

[3nzo]

Non mi sono ben chiare due cose: l'ago sulla piastrina e che "corrisponde considerando la lunghezza d'onda del laser di circa 650 nm (laser rosso) ed è assolutamente incompatibile con l'ipotesi che il vetro sia un BaK-4."
La deviazione rilevata deve corrispondere a quella del rosso, ma il comune indice di rifrazione a csa si riferisce, al verde?

[Toniclimb]

Il puntatore laser l'ho recuperato da una di quelle pennette che vendono i cinesi a 2-3 euro e adattato. Lo alimento dalla porta USB del PC o dal caricabatterie del cellulare. Ha pochi mW di potenza ma negli occhi fa male lo stesso.
La piastrina con l'ago serve a localizzare il fascio laser che passa 5o 6 mm aldi sopra del piano di vetro.
L'indice di rifrazione nominale o meglio principale è riferito alla riga verde dello spettro del cadmio (546.1 nm) alla temperatura di 20°C e alla pressione di 1 atm. Andando sul rosso il valore diminuisce, ma si balla sulla terza cifra decimale, o al massimo sulla seconda.
Il risultato è incompatibilecol vetro BaK-4 perché il suo indice non scende sotto 1.56, mentre io trovo un massimo di 1.52. Il BK7 invece sta nel range 1.51 - 1.52.
Saluti.
Toni

[3nzo]

Grazie del chiarimento

[Guido Gherlenda]

Finalmente ho trovato il tempo di completare l'apertometro di Abbe in PMMA, sembra funzioni a dovere, appena Enzo lo riceverà potrà darci conferma o meno. (Patta, non mi sono dimenticato che ne ho promesso uno anche a te)

Il crocino si legge bene anche quando è agli estremi:

[3nzo]

Caspita, è bellissimo! Non immaginavo un lavoro così accurato e completo.
Dopo provato (giusto per soddisfazione) devi dirmi assolutamente quanto devo pagare, almeno per materiali e spedizione.
Complimenti a grazie.

[3nzo]

Un'osservazione: i due eccentrici di bloccaggio nell'apertometro Zeiss agiscono sulle due parti tagliate in obliquo del lato a 45 gradi, per avere più presa e per spingere verso il centro. Comunque è un apetto secondario.