CFK Truss 254mm f4
Das Langzeitprojekt
Das Pflichtenheft: Anspruchsvoll und kompromisslos
Teleskope in Truss-Bauweise (Gitterrohr-Konstruktion) haben mich schon immer fasziniert. Für mich stand von Anfang an fest: Wenn ein Eigenbau realisiert wird, dann in dieser eleganten und offenen Architektur.
Da ich das Privileg habe, eine sehr gut ausgestattete Hobbywerkstatt nutzen zu können, durfte der Anforderungskatalog von Beginn an entsprechend üppig und anspruchsvoll ausfallen.
Kurzum: Ich wollte ein Teleskop, das sowohl technisch als auch optisch absolut überzeugt – eine Maßanfertigung ohne faule Kompromisse.
Die entscheidenden Kriterien waren Brennweite und Öffnung. Es sollte eine Dimension werden, die ich so noch nicht in meiner Sammlung hatte.
Da ich das System auf meiner bestehenden Montierung betreiben wollte, lag das Limit bei 10 Zoll. Gleichzeitig sollte das Instrument mit vertretbarem Aufwand transportabel bleiben.
Zusammengefasst ergab sich daraus ein ziemlich sportliches Lastenheft für ein DIY-Projekt:
- Vollcarbon-Bauweise: Konsequenter Einsatz von CFK zur maximalen Gewichtsoptimierung.
- Optische Daten: Ein klassischer Newton mit 254 mm Öffnung und einem schnellen Öffnungsverhältnis von f/4.
- Maximale Eigenleistung: Alle Bauteile – bis auf die Spiegeloptik und den Okularauszug – werden in der eigenen Werkstatt gefertigt.
- Hohe Mobilität: Das Teleskop muss leicht transportabel sein, im Idealfall sogar flugtauglich.
- Gewichtsminimierung: Das Gesamtgewicht soll so gering ausfallen, wie es konstruktiv und technisch noch vertretbar ist.
- Ästhetischer Anspruch: Neben der Funktion steht ein ansprechendes, edles Design im Vordergrund.
Ein solches Projekt realisiert man vermutlich nur einmal im Leben. Genau deshalb war für Kompromisse von Anfang an kein Platz.
Von der Idee zum CAD-Modell: Die Konstruktionsphase
Der Weg bis hierhin war schon sehr lang.
Nachdem das Projekt im Kopf immer detaillierte Gestalt annahm, wurde es Zeit, die Gedanken in SolidWorks zum Leben zu erwecken.
Ich muss zugeben: Die Konstruktion war ein echter Marathon. Gut drei bis fünf Ansätze habe ich selbst in fortgeschrittenem Zustand wieder komplett verworfen. Wenn mir ein Detail nicht gefiel, wurde neu begonnen – schließlich sollte das Teleskop absolut kompromisslos werden.
Je tiefer ich in die Materie eintauchte, desto mehr Ideen kamen hinzu. Dass sich diese Entwürfe dabei manchmal gegenseitig im Weg standen, machte die Planung zu einem komplexen Puzzle.
Wie viele Stunden ich letztendlich vor dem Bildschirm verbracht habe, kann ich rückblickend gar nicht sagen. Durch die vielen kreativen Pausen war es jedenfalls ein sehr langwieriger Prozess.
Parallel zur CAD-Arbeit begann bereits die Materialauswahl, bei der die Entscheidung schnell auf hochwertige CFK-Platten und -Rohre fiel. Ironischerweise war es am Ende nicht die große Struktur, die mich fast verzweifeln ließ, sondern die Lagerung der Dreiecke für die Spiegelzelle. Es dauerte eine gefühlte Ewigkeit, bis ich eine Lösung fand, die exakt meinen Vorstellungen entsprach. Ausgerechnet eines der kleinsten Bauteile hat somit den größten Rechercheaufwand des gesamten Entwurfs verursacht.
Die Rohrklemmung: Zwischen Materialschlacht und 3D-Druck
Die brauchbare Lösung mittels 3D-Druck mit Kohlefaserfilament
Einer der größten Knackpunkte der gesamten Konstruktion war die Klemmung der Gitterrohre. Da mein Anspruch darin bestand, so viele Komponenten wie möglich selbst zu fertigen, brauchte es etliche Versuche, verschiedene Materialien und diverse Verfahren, bis ich mit dem Ergebnis wirklich zufrieden war.
Es gab viele Lösungsansätze, die ich nach und nach abwägen musste:
Eine klassisch gefräste Variante aus Aluminium schied schnell aus, da sie das mühsam eingesparte Gesamtgewicht sofort wieder zunichtegemacht hätte.
Die Rettung kam schließlich aus einer Technologie, mit der ich bereits gute Erfahrungen gesammelt hatte: Da ich zuvor schon für meinen kleineren 6" f/4 Newton eine hervorragende Fangspinne aus Kohlefaser-Filament (Carbon-PETG/PA) gedruckt hatte, wagte ich einfach den Versuch im 3D-Druck. Und siehe da: Das additiv gefertigte Material stellte sich als die perfekte Symbiose aus Leichtbau, Steifigkeit und präziser Formgebung für dieses anspruchsvolle Vorhaben heraus.
Zuerst wird die Rohraufnahme gedreht
Danach der eigentliche Verbinder
So sieht das Ganze dann im Zeitraffer aus.
Bereits sandgestrahlt und fertig zum Eloxieren.
Die "superprofessionelle" Eloxierstraße.
Nach 4 Tagen war ich dann endlich mit allen Verbindern fertig.
Paralell zum eloxieren lief der 3D-Drucker und stellt die Klemmungen her.
Danach kamen Fangspinne und Sekundärspiegelhalter dran.
Jetzt sieht das schon richtig gut aus.
Das Offsettool
Da ich etwas unsicher war, ob ich den berechneten Offset exakt wie vorgegeben verkleben könnte, druckte ich mir kurzerhand eine passende Montagehilfe aus. Das Zusammenkleben von Fangspiegel und Halterung wurde dadurch zu einer sicheren und unkomplizierten Angelegenheit.
Staubfrei und gekühlt: CNC-Fräsen unter Wasser
An der CNC-Fräse ergab sich jedoch ein Problem mit der Absaugung. CFK-Staub ist in hohem Maße krebserregend, und ich wollte den Raum, in dem die Fräse steht, auf keinen Fall dauerhaft kontaminieren.
Da alle herkömmlichen Absaugmethoden nicht zuverlässig genug erschienen, stieß ich in einem Modellbauforum auf eine ebenso simple wie geniale Idee: Das Fräsen unter Wasser.
Die Vorteile lagen auf der Hand:
- Der gefährliche Staub wird im Wasser komplett gebunden.
- Der Fräser wird permanent optimal gekühlt.
Eine bessere Lösung konnte es für mein Projekt gar nicht geben.
Die Wanne mit Wasser und bereits eingelegter CFK-Platte.
Etwas Spülmittel dazu um die Oberflächenspannung herabzusetzen und schon ist der erste Spant in Produktion
Der erste (halbe) Spant ist fertig, die Fräskante ist top!
Die Schablone zum verkleben der Spanten war ein wirklich notwendiges Hilfmittel um alles sauber auszurichten.
Der letzte Spant taucht aus dem Wasser auf.
Der Zusammenbau und das Firstlight
Nach all dem Drehen, Fräsen und dem Zusammensuchen der Kaufteile ging es endlich los mit der Schrauberei!
Da ich schon in die Konstruktion extrem viel Zeit gesteckt und penibel auf jede potenzielle Komplikation geachtet hatte, war der Zusammenbau ein reines Vergnügen.
Teil für Teil passte einfach wunderbar zusammen und langsam aber sicher wuchs das Teleskop in meinen Händen heran.
Mit jedem verschraubten Element wurde die enorme Steifigkeit der Konstruktion spürbarer. Ein großartiges Gefühl, das mir die Gewissheit gab: Die ganze Vorarbeit hat sich gelohnt!
Schön langsam biegen wir in die Zielgerade ein.