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台灣易格斯有限公司

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3D列印高精度、堅固齒輪——用於天文攝影微動雲台的高性價比零件

  • 所需產品:一個齒輪箱,可全天候 360° 旋轉帶相機和鏡頭的設備
  • 製造方法:線材擠壓 (FDM)
  • 要求:經濟高效、轉速多樣但精準、設備強度高
  • 所用材料: 耐磨3D列印線材 lidur I150
  • 行業:天文攝影
  • 為客戶帶來的益處:高精度、強度和耐磨性,採用止推墊圈,低摩擦係數
包含齒輪箱和外部控制面板在內的機制必須確保相機和望遠鏡能穩定地旋轉。 包含齒輪箱和外部控制面板在內的機制必須確保相機和望遠鏡能穩定地旋轉。
應用概覽:
天文攝影是指通過長時間曝光使各種天體成像並存儲在合適的介質上。任何修改過數碼或手機相機曝光時間的人肯定都知道,這種長時間曝光拍攝的照片可能會因細微的變化而變得模糊不清。因此,地球自轉對於需要長時間曝光的天文攝影來說是一大挑戰。為此,vhw Digitalart公司的van Hove開發了一種設備,它可以補償地球自轉,從而使天體圖案可以真實地呈現出來。用於此設備的工程塑膠齒輪箱要求能旋轉360度,且旋轉要全天候精准進行,同時它還要具有高負載能力,以承載帶鏡頭的相機,並要具有高穩固性和高耐磨性。此外,齒輪箱還要能根據要追蹤的天體設置不同的旋轉速度。用於馬達和電子設備的齒輪和支架採用 iglidur i150 耐磨線材 3D 列印製成。之所以會選擇這種材料和製造工藝,不僅是因為3D列印零件具有成本優勢,易格斯高性能工程塑膠的高耐磨性及其適用於旋轉和擺動應用的特點也發揮了重要作用。
 
示例照片:補償地球自轉前後拍攝。 示例照片:補償地球自轉前後拍攝。

問題:

要拍攝曝光長達幾個小時的天體照片,必須要對地球自轉進行補償。而為了確保要成像的天體可以一直在相機鏡頭上聚焦,則只能移動設備和鏡頭或望遠鏡以保證天體拍攝穩定。為此,設備的旋轉必須非常精準且平穩。此外,由於跟踪時間會隨著拍攝對象而變化,所以控制器以及安裝在外部的控制面板還要能設置不同的轉速。

解決方案

van Hove與易格斯密切合作,為其項目找到了合適的材料。他最終選擇了齒輪減速比為1:38的RL-D-20旋轉軸承,它具有很高的負載能力和高精度。其中,3D列印齒輪和支架採用iglidur I150耐磨線材製成,因而具有高強度和出色的耐磨性。這種材料特別適用於具有低滑動速度的應用。齒輪箱的齒輪減速比為1:243。此外,這種3D列印齒輪的摩擦更小,而且得益於零件之間的兩個華司、止推墊圈,它們可實現無損耗旋轉。當談到與易格斯的合作時,van Hove表示雙方的合作“一如既往地非常成功”。

天文攝影微動雲台的工作原理

天文攝影是指通過可見光使夜空中的天體、星雲以及其他物體成像,然後將其存儲在各種介質上的拍攝技術。用於天文攝影的相機朝向地理北極,與地軸平行。相機的傾斜角度與緯度對應。拍攝此類照片通常要曝光長達數小時的時間,因此相機必須能夠適應地球自轉。否則,相機將無法拍攝到物體的實際形狀,而只能拍攝到一些線條。為此,可以使用跟踪器補償地球自轉,前提是跟踪器的旋轉速度要能精準對應地球自轉。而且它還要能根據要跟踪的對象設置不同的旋轉速度。對於恆星來說,地球自轉一圈的時間為23小時56分4秒。而對於月球和太陽來說,這一時間則分別為24小時52分28秒和24小時。
齒輪箱的齒輪見影片下方

高負載下仍具有高精度

該設備必須要能全天候旋轉360°,同時它還要能在整個過程中承載相機和鏡頭或望遠鏡的全部重量。根據相機尺寸、型號和設備的不同,設備的負載最高可達4公斤。其中,該設備旋轉的高精度通過齒輪減速比為1:38的旋轉軸承實現。這種軸承具有至少1百萬次循環的長機械使用壽命,從而確保整個系統的使用壽命較長。該設備中的齒輪使用的是由耐磨的iglidur i150耐磨塑膠材質製程、減速比為1:243的3D列印齒輪,齒輪和齒輪之間使用了止推墊圈(華司),從而使其強度更高,使用壽命更長。
關於易格斯齒輪箱的更多資訊
用於馬達和電子設備的齒輪和雲台採用iglidur i150耐磨線材製程。 用於馬達和電子設備的齒輪和雲台採用iglidur i150耐磨線材製程。

iglidur i150——具有諸多優勢的3D耐磨線材

經過耐磨優化的iglidur i150線材易於加工,且可通過FDM製程在所有3D列印機上進行加工。這種高性能工程塑料不僅在低滑動速度下高度耐磨,還具有出色的機械性能,且符合歐盟10/2011食品法規,因而可直接與食品接觸。此外,它內含固體潤滑劑,因而無需上油保養維護,同時它還具有高強度和很強的附著力,因而可用於大多數應用。
更多關於iglidur I150的資訊
特寫:由iglidur i150製程的齒輪以及齒輪之間的止推墊圈(華司)。 特寫:由iglidur i150製程的齒輪以及齒輪之間的止推墊圈(華司)。

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所有客戶應用一覽

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