Un reductor robusto, preciso y rentable para la astrofotografía gracias a la impresión 3D

• Qué se necesitaba: Un reductor que hace girar un dispositivo con una cámara de 360° en 24 horas
• Método de fabricación: Modelado por deposición fundida (FDM)
• Requisitos: Producto económico, varias velocidades de rotación pero con alta precisión, alta estabilidad del dispositivo
• Material: iglidur I150
• Sector: Astrofotografía
• Beneficios para el cliente: Alta precisión, estabilidad y resistencia a la abrasión, baja fricción gracias a las arandelas

El dispositivo con el reductor y un panel de control externo debe ser capaz de girar la cámara y el telescopio sin perder la estabilidad.

Breve descripción de la aplicación:
La astrofotografía se centra en fotografiar objetos celestes con un tiempo de exposición prolongado y luego grabar las imágenes en un soporte adecuado. Cualquiera que haya cambiado alguna vez el tiempo de exposición de su cámara digital o de su teléfono móvil para hacerlo mucho más largo sabe que incluso el más mínimo cambio puede dar lugar a fotos borrosas. Como la Tierra gira sobre su propio eje, esta rotación también supone un problema para los largos tiempos de exposición que requiere la astrofotografía. El Sr. van Hove ha desarrollado un dispositivo para la empresa vhw Digitalart que contrarresta la rotación de la Tierra para poder fotografiar los objetos celestes en su forma «real». El reductor de polímero debía girar 360 grados en exactamente 24 horas, ser lo suficientemente fuerte como para transportar la cámara y el objetivo, y tener piezas fuertes y resistentes al desgaste. También tenía que ser posible establecer diferentes velocidades de rotación en función del objeto a seguir en el cielo. El reductor, así como todos los soportes para el motor y la electrónica, se imprimieron con tribofilamento iglidur I150. Además de la ventaja de coste de las piezas impresas en 3D, la alta resistencia al desgaste y la idoneidad para aplicaciones de rotación y giro del polímero de alto rendimiento de igus también jugaron un papel importante en la elección del material y el proceso de fabricación.
 

Ejemplo de la modificación de la compensación de la rotación de la Tierra para las fotos.

Problema

La rotación de la Tierra debe ser contrarrestada para permitir la exposición durante varias horas. El mecanismo que garantiza que el objeto celeste a fotografiar no se mueva desde el punto de vista de la cámara debe ser capaz de transportar y mover la cámara y el telescopio sin pérdida de estabilidad. Esto implica una rotación precisa y regular. Un mando y un panel de control externo también permiten establecer diferentes velocidades de rotación, ya que los tiempos de seguimiento de los diferentes objetos no son los mismos.
 

Solución

El Sr. Van Hove encontró los materiales adecuados para su proyecto en estrecha colaboración con igus. La capacidad de carga y la precisión están garantizadas por un eje giratorio RL-D-20 con una relación de reducción de 1:38. La gran estabilidad y resistencia al desgaste de los engranajes y de los soportes impresos se consigue gracias al filamento iglidur I150, tribológicamente optimizado e idóneo para aplicaciones con bajas velocidades de deslizamiento. El reductor tiene una relación de reducción de 1:243. La fricción de los engranajes impresos en 3D se reduce mediante dos arandelas de empuje entre cada componente, lo que garantiza un giro sin pérdidas. El Sr. Van Hove califica la cooperación de la siguiente forma: «como siempre, muy buena».
 

¿Cómo funciona la astrofotografía?

La astrofotografía consiste en fotografiar objetos celestes, nebulosas y otros objetos del cielo y grabar las imágenes en soportes adecuados. Para ello, la cámara se orienta hacia el polo norte geográfico y en paralelo al eje terrestre. La inclinación de la cámara corresponde a la latitud. El tiempo de exposición necesario para estas fotos es de varias horas, por lo que la cámara debe adaptarse a la rotación diaria de la Tierra. De lo contrario, solo tendríamos líneas en lugar de la verdadera forma de los objetos. Un dispositivo de seguimiento automático puede contrarrestar la rotación de la tierra si la velocidad de rotación es exactamente una rotación por día. Sin embargo, se pueden utilizar diferentes velocidades de rotación en función del objeto a fotografiar. Para las estrellas, una rotación dura 23 horas, 56 minutos y 4 segundos. El dispositivo de seguimiento de la Luna debe tener una rotación de 24 horas, 52 minutos y 28 segundos, mientras que la rotación del Sol es de exactamente 24 horas.
 

Las ruedas dentadas del reductor son visibles en la parte inferior.

Gran precisión bajo carga

El dispositivo debe ser capaz de soportar todo el peso de la cámara y el objetivo o el telescopio a través de una rotación de 360° en 24 horas. Este peso puede ser de hasta 4 kg en función del tamaño, el modelo y el equipamiento. La alta precisión de la rotación se obtiene mediante un eje giratorio con una reducción de 1:38. Tiene una vida mecánica de al menos 1.000.000 de ciclos, lo que garantiza una larga vida útil. El reductor impreso con una relación de 1:243 contribuye a la estabilidad y también tiene una larga vida útil gracias a las arandelas utilizadas y al polímero iglidur I150 resistente al desgaste.
 

Los engranajes y los soportes para el motor y la electrónica están impresos en tribofilamento iglidur I150.

iglidur I150, un tribofilamento con muchas ventajas

El filamento iglidur I150, optimizado tribológicamente, es fácil de usar y adecuado para todas las impresoras 3D que utilizan el proceso FDM. Además de su alta resistencia al desgaste a baja velocidad de deslizamiento y las buenas propiedades mecánicas del polímero de alto rendimiento, iglidur I150 también es apto para el contacto con alimentos de acuerdo con la normativa europea 10/2011. El material no necesita mantenimiento gracias a los lubricantes sólidos que incorpora. Otras ventajas de este polímero son su resistencia, su dureza y su buena adherencia entre capas.
 

Engranajes Iglidur I150 y arandelas entre ellos (detalle).