13인치 돌커크햄 망원경 제작 과정

요즘엔 자작도 거의 머시닝이나 CNC , 3D 설계및 프린팅이 들어가는 것 같습니다.
CNC조각기는 작년에 와이프가 생일 선물로 중고 조각기를 구입해줘서 공부중입니다.

큰 망원경용 부품 제작은 제가 가지고 있는 조각기로는 가공이 안되는 사이즈기도 하고 
머시닝 가공이 필요한 경우가 많아서 , 까페의 육각렌치님이 소개해주신 가공업체와 제로람다의 백사장님 ,까페의 흐르는별 박재기님, 카본제작업체인 콤포텍의 송사장님, 까페회원이시고 타이탄 TCS 제작자이신 4층아저씨의 도움을 많이 받았습니다. 도와주신 분들 모두 감사드립니다. ㅎㅎㅎ

그러다 보니 조립?위주로 반자작이 되었습니다. 주,부경은 아직도 일일이 손으로 한땀한땀 깍고 있으니 반자작은 맞는거 같습니다.

이번에 코로나 관련해서 작업이 많이 늦어져서 6개월 이상 시간이 걸렸네요. 
새로 만든 망원경 제작 과정 사진 몇장 올려봅니다.


망원경의 주거울이 될 재료를 경매로 구입했습니다. 노란 유리는 사실 세라믹입니다.
zerodur 라는 독일 쇼트사의 세라믹소재인데 주로 우주나 산업용 재료로 쓰입니다. 인공위성에 탑재되는
반사경 재료로 인기가 많습니다. 조금 결함이 있는 상태의 것을 경매로 구입했습니다.





엣지 부분에 결함이 있는 상태라 제거를 하기 위해서 유리 가공기계가 있는 제로람다에 보내서
엣지 부분을 갈아내서 코니컬이라고 하는 접시모양으로 가공을 하고 센터홀 작업을 미리 해놨습니다.







먼저 가설계한 스팩을 토대로 볼록한 부경을 먼저 같은 zerodur 소재를 구입해 연마 및 나노단위 폴리싱을 해서 
완성합니다.


주경 연삭을 위해서 초경석고를 반죽해서 툴을 제작합니다. 


미러둘레를 감싼 거푸집에 잘 부어서 굳힙니다.


석고가 경화가 다되면 석재용 에폭시를 바르고 연마용 유리타일을 한알 한알 접착해줍니다.



원하는 초점거리까지 거친 연삭사부터 2000번 연삭사 까지 곱게 연삭합니다.


곡율이 만들어지고 있는 도중입니다.



원하는 곡율(오목)에 거의 도달했습니다. 이제 투명한 유리처럼 광을 내는 폴리싱을 해야합니다.



폴리싱용 피치툴과 연마제인 산화세륨입니다. 산화세륨은 30000방 정도 되는 1.2 미크론단위
연마제입니다.


열심히 광을 내고 , 광내기가 끝나면 비구면으로 만드는 비구면화 작업을 합니다. 


비구면화는 나노단위의 작업입니다.고전 방식이지만 푸코칼날 테스트로 빛을 보내서 반사되는 양상을 보면
나노단위의 연마가 가능해집니다. 


중간중간 측정값을 평가프로그램에 대입해서 잘 만들어졌나 확인합니다. 완성된 것 같습니다.


완성된 거울은 코팅용 지그를 제작해서 인천에 있는 태영광학이라는 광학업체에 보내서 반사코팅을 해옵니다.



알루미늄 증반사 코팅의 반사율인데 가시광 파장 평균 94퍼이상 됩니다.




광학계가 완성이 되었기 때문에 정확한 거울의 스팩대로 경통 설계를 합니다.
요즘유행하고 있는 3D 설계툴을 사용했습니다. 캐드를 배우려고 했으나 제로람다 사장님이 
요즘은 3D 대세라고 해서  망원경 자작 하려고 2년전에 학원2달 다녀서 배웠습니다.
설계를 잘해야 시행착오로 가공이 잘못되서 가공비를 날리는 경우가 없습니다...만
이번에도 역시 공차미스로 추가 가공을 몇건 해서 가공비를 손해봤습니다.



카본 경통 제작업체에 주문한 카본 경통이 도착했습니다. 카본이라 역시 폼납니다.
나중에 식모지 붙이기등등 ㅡㅡ;; 여러가지 속썩인 경통이기도 합니다.






까페의 육각렌치님이 소개해주신 머시닝 업체에 설계 도면을 보내서 머시닝 가공이 되서 도착한
부품들입니다. 제대로 가공이 됬는지 끼워보고 뜯고 즐기는? 중입니다.



제로람다에 CNC조각으로 의뢰한 경통밴드 가공품도 도착했습니다.
설계한대로 가공이 잘되었고 , 서로 디자인등의 의견을 조율하다가 아이디어가 나오기도 하고
해서 더 멋지게 변했습니다.






가공된 부품들의 치수가 잘 맞아서 조립이 잘되는지 확인해야 하기때문에 살짝 가조립해봅니다.
큰 문제가 없다면 사포질및 샌딩을 조금 해서 ,공장에 보내 아노다이징이라는 알루미늄 착색을 합니다.



흐르는별 박재기님에게 의뢰해서 받은 쿨러 컨트럴및 배선을 팬과 연결하는
배선작업을 합니다. 기판 덮개는 산업용 중합카본 PETG 소재로 3D프린터로 제작했습니다.




드디어 백판에 재원을 각인 하는 단계입니다. 고출력 레이저 각인기를 가지고 계신 까페의 4층아저씨의
도움을 받아서 아주 멋지게 잘 각인이 되었습니다. 완성도가 쑥쑥 올라갑니다.


다시 부품 가조립 점검


미러도 설계대로 잘 올라가나 점검 

알루미늄 파이프로 만들려다 큰 마음 먹고 카본으로 만든 주경 베플도 끼워보고....


부경도 결합해보고...


거의다 되어가는데 다 끼워보니... 경통 양끝단이 수평이 좀 모자라서 꺼덕거립니다..
-_-; 수정해야합니다....줄을 가지고 열심히 갈아냅니다. 수평아 맞아라~~!


카본가루가 유해하기 때문에 중무장 했습니다. 시기가 시기인지라 다들 코로나 코로나 그러면서 수근댑니다.
그거 아니에요...그냥 폼만 이래요...카본 가시에 찔려봤더니 엄청 따끔하고 아프네요
가시가 잘 안빠져서 혼났습니다.


경통에 식모지를 붙이는 작업을 합니다. 경통 끝단에 단차가 있어서 ㅡㅡ;; 식모지가 들뜨고 
잘 안붙어서 쌩쑈를 하면서 2번 뜯었다 붙였다 한건 안비밀 입니다.잘 붙이기  힘들어요...







드디어 전체 가조립!!! 테스트 직전입니다. 이때가 가장 떨리고 긴장되는 순간입니다. 
예전에 3D 설계로 랜더링 한것과 비교해보고 잘 나왔나 검토해봅니다. 그리고 괜찮다 싶어서
괜히 한번 무거운 망원경 들고 똥폼 한번 잡아보고 ....조금 커지니 엄청 무겁네 하면서 내려놓습니다...
예전엔 홀~~~~쭉했었는데....담배 끊고 군것질 시작 4년만에 돼지가 되었습니다. 뚜뚠~!



가조립된 망원경을 가지고 나가서 또 테스트 합니다...광축도 맞추고, 초점 위치는 정상인지, 별상은 괜찮은지 뭐가 좀 보이는지 째려봅니다. 이때가 가장 신경"이 날카로울 때밉니다. 퍼스트는 아니라고 점검이라고 우겨봅니다.









 

테스트후에 난반사가 좀 보이는 것 같은 느낌입니다. 좀 보강할 필요가 있어서 부경에 베플을 추가하고,
주경에는 엣지의 난반사를 잡기 위해서 링을 만들어 올립니다. 완성된 부품에 구멍뚫고 봉을 세우고 
 하기가 부담이되서 다시 3D설계후에 3D프린팅한 중합카본 소재로 지지대를 만들어 결합했습니다.
작업결과는 꽤 좋아진 것 같습니다.





다시 조립해서 작업이 잘되었나 또 테스트 해봅니다. ㅇ0ㅇ 꽤 잘된 것 같습니다. 이제 완성이라고 봐도 될 것 같습니다.
뮤론 300보다 조금 더 큰 325정도의 구경에 초점거리는 4185정도 됩니다.사실 이 망원경은 행성용이라 장초점입니다. 이제 성능확인을 좀 해볼까? 하는 시기가 왔습니다만...시집?가기로 부탁하신 분이 소식을 듣고 바로 업어가셨습니다. 좋은 성능을 내서 사랑받는 경통이 되었으면 좋겠습니다.꺼이꺼이~

제것과 함께 2개를 만들어야 하는데...예전 게시글을 보시면 아시겠지만...제껀 연마하다가 부주의로  깨먹었죠..ㅠ,.ㅠ 더 많이 아쉬워지긴 하는데 나중에 더 큰걸 만들꺼야 괜찮아 해보지만 안괜찮습니다. -_-; 아픔을 잊고  빨리 만들어야겠습니다. 그런데 13인치만 되도 카세그레인 방식은 들고다니기 부담스럽게 무겁고 부피도 나갑니다 제껀 더 잘? 만들어야 겠습니다. 잘 만들어서 또 한 몇 년 별빛 잘 쐬야죠 ㅎ

반 자작이지만? 굵직한 줄거리만 늘어놨습니다. 망원경을 자작하는 과정이 대충 이렇습니다.삽질의 연속인데 하면 할 수록 삽질도 익숙해져서 보람?되는 느낌도 있습니다. 기계부품을 외주 제작을 하면 완성도는 올라가지만 비용도 많이 올라갑니다. 저도 예전에는 나무와 깡통 재활용품을 이용한 자작을 했었는데 점점 완성도를 올리다 보니 외주가 많아졌습니다.PVC나 나무로 만들때가 아날로그 감성으로 더 재미있는 것 같은 느낌이 납니다. 저도  선물받은 CNC조각기를 빨리 잘 활용해서 직접 만드는 부품 가지 수를 늘려야겠습니다.

철인3종 경기를 뛰고 나서 현타 오는 기분이 오긴 합니다. 그래도 줄거리를 기록으로 남겨서 공유하면 재미있는 것 같습니다.긴 글을 읽어주셔셔 감사합니다.