Титановий сплав домінує в опорній доріжці для астрономічних телескопів

Для захоплення зоряного світла астрономічні телескопи покладаються не лише на оптичні лінзи, але й на мікрометрові стійкі опорні структури. Для наземних об’єктів із великою апертурою та космічних оптичних навантажень звичайні алюмінієві та сталеві матеріали страждають від термічної деформації під впливом температурних коливань, навантажень власної ваги та корозії.Титановий сплав Gr5поступово став матеріалом вибору для прецизійних астрономічних оптичних опорних компонентів, у тому числі для основних дзеркальних ферм, кріплень дзеркал, гнучких з’єднувачів і оптичних баз.

 

 

1. Термічна деформація

У польових умовах і в просторі характерні значні перепади температур. Навіть мікрометрове теплове розширення та звуження матеріалів може змістити лінзи, спричиняючи розмитість зображень і викривлення зоряних точок.

 

2. Власні навантаження

Об’єктиви з великою діафрагмою важкі. Опорні компоненти повинні забезпечувати високу несучу здатність, залишаючись при цьому легкими, щоб уникнути структурного провисання та заїкання треку.

 

3. Стабільність терміну служби

Робота на великій висоті, в умовах високої вологості та космічного вакууму вимагає стійкості до корозії, стійкості до втоми та ефективності проти старіння. Звичайні матеріали схильні до поломок і спричиняють високі витрати на обслуговування.

 

 

1. Легка вага та висока міцність

Завдяки щільності приблизно 4,4 г/см³ - менше ніж на 60 % від густини сталі - він може похвалитися сприятливою питомою жорсткістю. Зменшення ваги досягається за еквівалентної міцності, зменшуючи навантаження на поворотні платформи та системи приводу та підвищуючи стабільність астрономічного відстеження та позиціонування, що підходить для високоточного обладнання з великою апертурою.

 

2. Точне збереження форми

Він має низьке теплове розширення та низьку теплопровідність, забезпечуючи контрольовану деформацію під час зміни температури. Він може досягти теплового узгодження з оптичними лінзами, щоб зменшити помилки зображення, спричинені змінами температури. Його помірний модуль пружності дає змогу виготовляти гнучкі шарніри, щоб зменшити напругу при складанні, запобігти спотворенню лінзи та гарантувати точність зображення.

 

3. Чудова екологічна адаптивність

Титановий сплав стійкий до корозії та окислення, зберігаючи стабільність розмірів на великій висоті, у високій вологості, у вакуумі та в середовищах із різкими коливаннями температури. Його чудова стійкість до втоми та старіння подовжує термін служби обладнання та знижує витрати на експлуатацію та обслуговування.

 

 

Кожен матеріал має свої плюси і мінуси. Титановий сплав забезпечує гарний баланс між продуктивністю, технологічністю та вартістю і тому має незамінні переваги:

• інвар: Надзвичайно низький коефіцієнт теплового розширення; проте висока щільність і важка вага обмежують легку конструкцію, тому вона підходить лише для невеликих нерухомих частин.
• Карбід кремнію / кераміка з нульовим розширенням: Надзвичайна низька теплова деформація; тим не менш, висока крихкість створює проблеми для обробки компонентів складної форми, що призводить до низького рівня виходу та надмірних витрат, що перешкоджає масовому застосуванню.
• Алюмінієвий сплав: Низька вартість і мала вага; великий коефіцієнт теплового розширення призводить до помітної деформації під час зміни температури та не відповідає вимогам до високоточного вдосконаленого спостереження.
• сталь: Висока міцність; надмірна власна вага, погана стійкість до погодних умов і схильність до іржавіння та деформації.

✅ Титановий сплав: Висока міцність, легка вага, хороша термічна стабільність і хороша оброблюваність. Він може бути оброблений за допомогою кування та точного точіння для стандартних деталей, а також за допомогою виробництва металевих добавок SLM для виробництва монолітних порожнистих ферм і опорних сидінь спеціальної форми. Він адаптований до індивідуального дизайну для астрономічного обладнання та врівноважує високу продуктивність із потужністю масового виробництва.

 

 

1. Наземні засоби

Застосовується в підставках основних дзеркал для відбивачів із великою апертурою, кронштейнах вторинних дзеркал, основах оправи об’єктива та основах екваторіального кріплення для підтримки високоточного спостереження в глибокому космосі.

 

2. Космічні засоби 

Використовується для оптичних опорних стрижнів, віброізоляційних основ і з’єднувачів на орбіті космічних телескопів, щоб витримувати екстремальні космічні умови.

 

3. Дослідницькі та професійні телескопи для астрофотографії

Кріплення для дзеркал із титанового сплаву, гнучкі стопорні кільця та опори для точного налаштування стали стандартними конфігураціями для продуктів високого класу.

У Китаї є сучасні технології кування, термічної обробки та неруйнівного контролю з титанового сплаву 5 класу. Було реалізовано стабільні внутрішні постачання високоточних компонентів, що поклало край залежності від імпорту, знизило витрати на ланцюжок постачання астрономічного обладнання та сприяло незалежному розвитку галузі астрономічного обладнання.

 

 

1. Існуючі недоліки

Вища вартість сировини порівняно з алюмінієвим сплавом; високі вимоги до процесу різання; високі стандарти точної обробки та обробки поверхні призводять до вищих витрат на виробництво.

Чистий титановий сплав має недоліки в тепловому розширенні в кріогенних умовах надглибокого космосу, що вимагає допоміжних компенсаційних структур.

 

2.Перспективи розвитку

Досягнення порошкової металургії, виробництва металевих добавок і точного кування підвищують продуктивність складних компонентів і знижують витрати.

Прогрес у внутрішньому контролі якості титанового матеріалу та оптико-механічної узгодженої конструкції постійно покращує співвідношення ціни та ефективності титанового сплаву.

 

3.Значення галузі та перспективи

Надійні опори є незамінними для високоякісних астрономічних зображень. Завдяки своїм комплексним характеристикам титановий сплав виступає в якості невидимої основи висококласного астрономічного обладнання.

Оскільки астрономічне обладнання розвивається в напрямку збільшення апертур, вищої роздільної здатності, меншої ваги та розгортання на орбіті, оптико-механічні опори з титанового сплаву й надалі дозволятимуть досліджувати глибокий космос для відкриття космосу.

 

 

Ruihang, як безпосередній виробник титанової продукції, постачає сировину оптимальної якості для виробництва прецизійних компонентів. Якщо у вас є якісь потреби щодо покупки, зв’яжіться з нами електронною поштою:Sam.Rui@bjrh-titanium.com