Peiliaihion hienohionnan valmistuminen

Projektin alkaessa oli heinäkuu ja nyt on joulukuu! Mihin kaikki aika oikein virtaa? Entropia, hidasta vähän! :)

Viimeisen kuukauden aikana olen kahdesti käynyt hiomassa peiliä alumiinioksidi 15 mikronilla poistaakseni peilin pinnasta muutamat hionnassa syntyneet hennot naarmut. Oikeastaan vain kaksi näistä "naarmuista" hyväksyisin oikeiksi naarmuiksi, loput ovat ennemmin työkalun kolikoista syntyneitä pyöreitä hiomajälkiä.  Ongelma on joko työkalussa tai hiojassa, mutta sitä mukaan kun vanhat jäljet katosivat niin uusia tuli lisää. Jäljet siis elävät jatkuvasti. Edellisen asteen karheudesta ei sen sijaan ole jäljellä enää merkkejä edes luupilla tarkastellessa, jälki on kaikkialla tasaista.

Tiedän että pinnan tulisi olla täysin virheetön ennen kiillottamista, mutta tässä on jäljellä vain kaksi vaihtoehtoa. Joko täytyisi tehdä kokonaan uusi ja kaikin puolin täydellinen työkalu hionnan jatkamiseksi, tai sitten vain hyväksyä tilanne ja toivoa että kiillottaminen onnistuu. Kun lopulta hioma-aine loppui, niin päätin että tämä saa kelvata. Ainahan voi palata takaisin hiomaan viimeiset pari astetta uusiksi, jos kiillottaminen menee ihan mönkään. Näihin kahteen kertaan meni aikaa puolitoista tuntia. Yhteensä jatko- ja hienohiontaan on nyt mennyt 8.5 tuntia.

Jäin kuitenkin vielä pohtimaan, että olisiko hienohionta merkittävästi helpompaa jos käytössä olisi täysikokoinen lasinen työkalu? Nykyinen työkalu tuntuu kiinteään lasikiekkoon verrattuna suorastaan epäluotettavalta, sillä siitä saattaa irrota osia minä hetkenä hyvänsä. Myös naarmuuntuminen tuntuu todennäköisemmältä, kun työkalun pinta ei ole yhtenäinen.

Ainiin, joulupukin konttiin oli eksynyt Riku Henrikssonin ja Veikko Mäkelän kirja Messierin kohteet. Tästä on varmasti paljon iloa tulevina iltoina.

Kirjahyllyssä odottaa valmiina Messierin kohteet.

Mennyt syksy on muuten ollut ennätyksellisen pilvinen. Sekä Leonidien että Geminidien parvet menivät näin sivu suun. Vasta nyt joulukuun lopussa taivas kirkastui niin että myös iltaisin on ollut tähtikirkasta. Onneksi Twitterin kautta voi seurata tapahtumia, vaikka suoraan ISS:ltä! Vuosi on vaihtumassa näillä näppysillä ja uusi vuosi tuo mukanansa uudet kujeet. Suunnitelmat ensi vuodelle hipovat jälleen taivasta, toivottavasti ne toteutuvat.

Hienohionta

Nämä paperityöt laahaavat aina jäljessä, sillä peiliaihion työstö eteni hienohiontaan jo viime viikonloppuna. Pitkä päivitysväli johtuu lähinnä siitä, että blogipostausta varten tekisi aina mieluusti kaiken pohjatyön valmiiksi. Käytännössä hionta ja mittaukset jakaantuvat usein eri päiville, jota seuraa pari päivää pohdintaa ja suunnittelua. Nyt sitten vapautui hetki kirjoittamiselle, ja edelleen on muutama asia jotka pitäisi tehdä tätä postausta varten (kuten esimerkiksi napata makrokuvat tämänhetkisestä tilanteesta). Seuraavassa on tiiviestettynä selonteko kuluneesta viikosta.

Hienohionnassa hiomajauhe vaihtuu piikarbidista alumiinioksidiin. Käytän tässä kahta jauhetta, alumiinioksidi 30 ja 15 mikronia. Samalla vaihuu myös karkeutta kuvaavan suureen tulkinta, sillä tästä eteenpäin pienempi luku tarkoittaa hienompaa jautetta.

Ryhdyin työhön karkeammalla 30 mikronin jauheella. Aine muistuttaa ulkoisesti leivinjauhetta, sillä se on erittäin tomuavaa ja väriltään valkoista. Korjatulla työkalulla hionta tuntuu suorastaan juhlalliselta! Kuumaprässi on toiminut hyvin, ja kontakti työkalun ja lasin välillä on hyvä. Ensituntuma on se, että hiomajauhetta saa nyt laittaa runsaasti, sillä aine tuntuu sulavan veteen. Toisaalta seos kestää pidempään, eikä sitä tarvitse lisätä niin usein kuin piikarbidia.

Käytin tämän asteen hiontaan kokonaisen tunnin, ja ilman sen suurempia viivyttelyjä jatkoin saman tien viimeiseen asteeseen. Tässä välissä puhdistin kuitenkin työpöydän, ympäristön ja työkalun korostetun tarkasti aikaisemmasta hiomajätteestä. Viritin hiomapöydän alle vielä mustan jätesäkin, ja suihkutin sen varuiksi kosteaksi. Pöly ei leviä niin helposti ympäriinsä märältä pinnalta.

Hienohionta alkaa - hiomajauheena alumiinioksidi 30 mikron.

Työkalun korjaus onnistui hyvin.

Ajattelin etukäteen että yksi tunti riittää myös tähän hienoimpaan asteeseen karheudella 15 mikronia. Tunnin hionnan jälkeen pinta näytti jo silmämääräisesti tasaiselta, mutta tarkistin tilanteen vielä varuiksi luupilla. Pinnalla näkyi siellä täällä mikroskooppisen pieniä pisteitä. Ei muuta kuin takaisin töihin. Jatkoin hiontaa vielä toisen tunnin, ja tämän osion lopussa irtosi taas pari kolikkoa työkalun reunoilta. Kello oli jälleen kerran jo pitkälti aamuyön puolella, ja jouduin lopettamaan tällä kertaa tähän. Hiontaa kertyi yhteensä 180 minuuttia.

Lasin pinta on tässä vaiheessa jo niin tasainen, että se heijastaa valoa myös kuivana kunhan valon tuloulma on tarpeeksi pieni. Alla on kuva loisteputkivalon heijastuksesta kuivan kiekon pinnalta.

Hienohionnan jälkeen peiliaihio heijastaa jo selkeästi valoa.

Seuraavana päivänä mittasin jälleen pinnan muodon ja peilin kaarevuussäteen. Pinta on taas palannut kivasti palloksi, kiitos varmasti korjatun työkalun. Virhe on tällä hetkellä enää +-0.0045 mm. Sain polttovälin uudeksi lukemaksi F = 1209.65 mm. Pinnan muoto siis elää edelleen, mikä lienee osasyy siihen että hienohionta on kestänyt näin kauan.

Kuluneen viikon aikana otin jo ensimmäiset askeleet kiillotukseen valmistautumisessa, kun valoin kokonaan uuden kipsikiekon tulevaa pikialustaa varten. Tämä onnistui jälleen erinomaisesti. Seuraavana on vuorossa pien käsittely.

Nyt viikko hionnan jälkeen tarkstin vielä peiliaihion tilanteen. Kiekon keskeltä karheus on tasaista, mutta reunoilla on edelleen nähtävissä joitain pieniä karheuksia edellisistä asteista. Nämä pisteet näkyvät hyvin taskulampun avulla läpivalaistessa ja luupilla katsottaessa. Epäpuhtaudet kimaltavat kirkkaina, kun muuten pinta on tasaisen samean harmaata. Pinnassa on myös muutama tuskin näkyvä naarmu. Täytyy vielä käydä siloittamassa pintaa ennen kiillotusta, jotta lopputulos olisi mahdollisimman hyvä.

Vasemmalla on makrokuva peiliaihion pinnasta alumiinioksidi 30 mikron hionnan jälkeen, ja oikealla 15 mikron jälkeen.

Työkalun huolto

Pyöriteltyäni muutaman päivän peukaloita kaivoin jälleen kipsikiekon ja siitä irronneet kolikot esille. Nyt on suoritettava työkalun perusteellinen huolto, jotta peilin hiomisen voi suorittaa loppuun. Oikeastaan tämä on jo kolmas huoltokerta, mutta  aikaisemmin on täytynyt kiinnittää vain yksittäisiä kolikoita. Nyt irtonaisia oli melkein kolmannes.

Pikeä, kynttilä, tongit ja iso mutteri. Näillä homma hoituu. Aloitin työstämään kiekkoa kymmenen jälkeen illalla. Tunnin äheltämisen jälkeen viimeisen kolikon kohdalla tulikuuma mutteri lipesi tongeista ja sohaisin työkalun pintaan oikein kunnolla ison naarmun. Suunnilleen yhtä monta kolikkoa irtosi kuin olin saanut tähän mennessä kiinnitettyä. Omstart! Myöhään yöllä sain homman vihdoin valmiiksi. Täytyy taas kerran todeta, että kaukoputken rakentaminen vaatii tarpeen tullen erittäin pitkää pinnaa. Tai sitten rakentaminen on helppoa, mutta olen yksinkertaisesti tavanomaista sählempi. Niin tai näin, tarkoituksenani ei ole missään nimessä vaijeta tai peitellä epäonnistumisia tai vastoinkäymisiä projektin aikana. Päin vastoin ajattelin kirjoittaa ne kaikki tänne muistoksi pitkästä oppimisprosessista ilman turhia liioitteluja. En ole nähnyt kenekään tekevän kaukoputkea, ja tämä on ensimmäinen oma kaukoputkeni, joten ei voi tietää onko se hankalaa.

Aamulla laitoin korjatun työkalun ja peiliaihion vielä kuumaprässiin noin 30-40 asteiseen uuniin, jonka jälkeen kasa kirjoja päälle koko loppupäiväksi. Nyt näyttää siltä että työkalu on taas entisensä.

Jatkohiontaa ja muutama pieni takaisku

Viikonloppuna oli vuorossa peilin jatkohionta piikarbidin asteilla n:o 220 ja 500. Näistä karhampi jauhe eli n:o 220 on rakenteeltaan vielä selvästi rakeista, mutta hienompi jauhe n:o 500 on jo ilmassa pölyävää tomua. Hioin käytännössä koko rupeaman perinteisiä w-muotoisia työntöjä työkalu alla. Edellisestä hiontakerrasta oppineena lisäsin jauhetta aluksi reilusti ja usein, jotta hioma-alusta "täyttyisi" sopivasti ja hionta helpottuisi. Vaikuttaa siltä että mitä hienompi jauhe, sen enemmän hionta tuntuu vaativan vettä. Hioma-aine koppuroituu nopeasti kun vesi haihtuu pois.

Sottaista puuhaa. Hioma-aine koppuroituu nopeasti työkalun pintaan.

Tällä kertaa ensimmäiset ongelmat liittyivät työkalukiekkoon. Olin jo valmiiksi ehostanut kiekkoa jo ennen tähän hiontakertaan ryhtymistä kiinnittämällä muutamat kolikot uudestaan. Tästä huolimatta ensimmäisen asteen jälkeen oli irronnut jo viisi kolikkoa, ja toisen asteen kanssa en edes jaksanut laskea. Epäilen vahvasti että syy näin merkittävään kolikkokatoon johtui siitä kun palautin heti alussa irronneet kolikot kellumaan irtonaisina työkalun pinnalle. Hiotessa nämä kolikot pääsivät sitten hieman liikkumaan ja saattoivat näin irrottaa ympäriltä lisää kolikkoja. Niin tai näin, työkalu on puhdistettava ja ehostettava ennen seuraavia kahta viimeistä vaihetta.

Hioin peiliä reilun tunnin molempia asetetta kohti, yhteensä 130 minuuttia.  Hionnan välissä oli hyvä siistiä paikat hiontapölystä ja tarkastaa pinnan rakenne suurentavalla luupilla. Pinta näytti molemmissa vaiheissa tasaisen karhealta, eikä missään päin näkynyt sanottavasti poikkeuksia. Alla on lähikuva peilin pinnasta momepien asteiden valmistuttua. Kuvista näkyy hienosti miten lasinen pinta on silinnyt.

Pinnan rakenteen tarkkailua suurentavalla luupilla.

Lähikuvassa peiliaihion pinta. Vasemmalla tilanne piikarbidi n:o 220 ja oikealla n:o 500 jälkeen. Ero on jo silmämääräisesti tarkasteltuna melkoinen verrattuna edellisiin hioma-asteisiin, sillä melkein kaikki rakeisuus on poissa.

Päätin vielä hetki sitten mitata peilin pinnan muodon tämän hiontasession jäljiltä. Ja hyvä niin, sillä vaillinainen työkalu näkyi nyt jo numeroissa. Peilin keskiosa ei ole syventynyt samassa suhteessa reunojen kanssa, vaan se oli jäänyt hieman korkeammaksi (noin 20/1000 mm). Peilin keskellä on siis kohouma. Tämä selittyy sillä, että työkalusta oli irronnut muutama kolikko juuri kriittisesti keskikohdasta. Koska hienohionnassa päällä oleva peili saa liikkua vain 1/3 halkaisijasta, ei tälle keskikohdalle tullut näin yhtä paljon kulutusta kuin peilin reunoille. Onneksi ero on vielä sen verran pieni, että tämän voi korjata viimeisillä asteilla. Tärkeintä on nyt saada työkalu taas priimakuntoon.

Ainiin ja ne laskelmat. Reunojen kaarevuussäde on erittäin lähellä toivottua, ja keskustan kohouma hieman pidentää tulosta. Kahdella mittauskerralla sain polttovälin keskiarvoksi noin 1215 mm. Näihin kuviin näihin tunnelmiin.

Mahtavaa Philae!

Kaukoputki saa huilata nyt muutaman päivän. Tästä huolimatta tämä viikko on ollut poikkeuksellisen virittynyt astronomian saralla. Philae laskeutuja onnistui hetki sitten laskeutumaan Rosettan hartioilta komeetta 67P/Churyumov-Gerasimenkon pinnalle. Luotaimen matkaa on ollut jännä seurata, ja pitkä odotus palkittiin varmasti monen ihmisen kohdalla. Myönnän että Twitteri ja ESOCin suora televisiolähetys saattoivat olla tänään koko päivän auki myös allekirjoittaneella:) Vinkkinä voin sanoa että Jari Mäkinen on avannut sekä Rosettan että muiden luotaimien taustoja kirjassaan Avaruusluotainten ABC. Vielä onnittelut siis @ESA_Rosetta ja @Philae2014.

Alkuviikosta, vain muutamaa päivää aikaisemmin päättyi Blue Dot tiimin kuusi kuukautta kestänyt vuoro kansainvälisellä ISS-avaruusasemalla. Aivan huippua miten Alexander Gerst on raportoinut matkan kulkua suoraan avaruudesta käsin. Ryhmän astronautit laskeutuivat onnistuneesti Soyuzilla takaisin maan pinnalle maanantaina. Pian taivaalle lähtee uusi ESO:n astronautti Samantha Cristoforetti, toivottavasti hän jatkaa tarinointia yhtä innokkaasti.

Näissä tunnelmissa oli myös suorastaan pakko käydä katsomassa Christopher Nolanin juuri ensi-iltaan tullut elokuva Interstellar, joka kunnioittaa kivasti edeltäviä elokuvia. Näissä tunnelmissa.

Jutun kuva on lainattu Rosettan Twitter tililtä.

Seuraava aste

Jännitys tiivistyy, miten uusi työkalu toimii käytännössä? Seuraako sen käytöstä vain enemmän tuhoa kuin edistystä? No tämä selviää vain kokeilemalla. Käärin hihat ylös ja palasin takaisin kellarin verstaalle. Aloitin tämänkertaisen hiontasession piirtämällä tussilla viivat lasin reunasta reunaan. Kuvion kulumisen avulla voi sitten yrittää tehdä päätelmiä, onko työkalulla ja peilillä hyvä kosketus.

Peiliaihion pintaan on piirretty viivat työkalun ja peiliaihion välisen kosketuksen testaamiseksi.

Seuraavaksi täytyi tunnustella uutta työkalua hiontapöytään. Olin kiinnittänyt pöydän kolme reunatukea sen verran lähekkäin toisiansa, että reunoiltansa hieman soikea työkalu ei päässyt pyörimään ongelmitta alustalla. Siirsin ensitöiksi yhden kiinnikeen kauemmaksi, ja valmistin uuden puukiilan. Kiilan avulla työkalun ja peiliaihion saa nopeasti kiinnitettyä ja irrotettua alustasta.

Hiomapuuhaan ryhtyminen ei useinkaan tunnu suoraviivaiselta. Olin valmistautunut hiomaan jo edellisenä iltana, mutta tällöin paljastui että muutamat työkalun kolikoista olivat irronneet prässissä. Niinpä käytin eilisen työskentelyajan työkalun parantamiseen.

Mutta nyt pääsin vihdoin oikeasti hiomaan. Seuraava aste alkuhionnassa on piikarbidi n:o 180. Ripottelin karboa peiliaihion päälle, ja levitin sen tasaisesti lasille. Hionnan loppupuolella toimin saamani vinkin mukaan ja lisäsin veden joukkoon myös muutaman tipan tiskiainetta, jotta hionnassa syntyisi saippuakuplia. Kuplat auttavat hioma-aineen pysymistä työkalun ja peilin välissä.

Tussilla piirtämäni kuvio katosi muutamassa hetkessä lasin pinnasta. Kosketus oli siis suhteellisen tasainen. Myös muutama kolikko irtosi heti kättelyssä. Kävi juuri niin kuin olin pelännyt, sillä nämä olivat ne kolikot joiden kanssa olin pihistellyt piillä kiinnitettäessä. Päätin kuitenkin olla välittämättä tilanteesta, sillä kolikot irtosivat eri puolilta alustaa ja yleisvaikutelma oli edelleen tasapainoinen.

Piikarbidi ei aluksi meinannut pysyä paikoillaan kiekkojen välissä. Tahna valui hiotessa pois kolikkojen pinnalta muutamassa kymmenessä sekunnissa. Tämän hiontavaiheen ei pitäisi viedä kokonaisuudessa kauaa, joten lisäilin rohkeasti karboa muutaman minuutin välein. Jossain vaiheessa noin 45 minuutin tienoilla työkalun pinnalle oli kertynyt niin paljon muhjua, että hionta alkoi onnistua myös pidempiä aikoja. Nyt riitti että uutta ainetta lisäili noin 5-10 minuutin välein. Jatkoin hiontaa tämän jälkeen vielä tunnin ajan, jonka jälkeen pinta näytti jo paljain silmin aivan tasaisen karhealta. Lopuksi vielä työkalun ja työtason huolellinen siivous.

Myöhemmin pääsin tutkimaan peiliaihion pinnan rakeisuutta pienellä luupilla. Nappasin seuraavat kuvat valaisemalla pintaa peiliaihion takapuolelta. Pinta näyttää myös lähietäisyydeltä muuten tasaiselta, mutta siellä täällä on pieniä neulanreikiä, jotka kimaltelevat selvästi kirkkaassa valossa. Nämä ovat kuin pieniä monikulmaisia monttuja jäätiköllä. Yhteensä tällaisia pisteitä on arviolta 5-6. Uskoisin että seuraavat asteet kuluttavat pinnan näiden tasolle, joten tämä on tuskin este seuraavaan asteeseen siirtymiselle. Lasiaihion sisällä näkyy myös jonkinverran pieniä ilmakuplia. Toivotaan ettei hionta yllä niin syvälle että kuplia paljastuu näkyviin. Tällaisen kuopan poistaminen hiomalla tuntuu mahdottomalta.

Yllä on lähikuvassa peiliaihion pinta piikarbidi n:o 80 jälkeen, ja oikealla piikarbidi n:o 180 kohdalla. 

Mittasin myös peilin polttovälin. Se on tällä hetkellä erittäin hyvä F = 1216 mm. Päätin vielä varmistaa tämän tuloksen perinteisellä testillä, jossa märkää lasiaihion pintaa valaistaan taskulampulla ja heijastuneeta kuvasta etsitään se kohta valkoiselle paperilapulle, jossa valonsäde on pienimmillään. Hyvälle näyttää, vaikka ei tästä niin tarkkaa lukemaa saa :) Pinnan pallomaisuus oli sekin parantunut huomattavasti sitten edellisen mittauksen. Viiden eri mittapisteen syvyysero sferometrilla mitattaessa on noin +- 0.001 mm! Sain saman tuloksen usealla mittauskerralla.

Täysikokoinen "Senttityökalu" peiliaihion hienohiontaa varten

Periaatteessa peilin hionnassa ei kannata käyttää alimittaista työkalua, ellei ole aivan pakko. Pienestä kiekosta aiheutuu helposti taitetta ja muita ikäviä muotovirheitä. Suurien peilien kanssa ei välttämättä ole vaihtoehtoja, mutta kahdeksan tuuman työkalun valmistaminen ja käyttö on vielä mahdollista. Niinpä seuraavaksi työlistalla oli uuden täysimittaisen työkalun valmistaminen.

Täysikokoinen työkalu peiliaihion hienohiontaa varten.

Lähdin aluksi kartoittamaan erilaisia mahdollisuuksia tutkimalla mitä muut ovat aikaisemmin tehneet. Hyvä ja ilmeinen paikka lähteä liikkeelle on Tähdet ja Avaruus - lehden keskustelufoorumi, josta löytyy paljon hyvää keskustelua aiheen tiimoilta.

Useat harrastajat ovat valaneet työkalunsa joko kipsistä tai rautakaupoista saatavilla täytemassoilla. Näille materiaaleille on yhteistä se, että pehmeä massa ei kestä hiontaa. Kiekko on päällystettävä jollain kovalla materiaalilla, kuten esimerkiksi tiilenpalasilla. Päädyin itse hakemaan mallia Ed Jonesin "penny toolista", joka lanseerattakoon tällä puolella Atlantia nimellä Senttityökalu. Tarkoituksena on siis valmistaa täysikokoinen kipsikiekko, joka pinnoitetaan hionnan kestävillä metallisilla kolikoilla. Tässä yhteydessä täytyy mainita, että Edin tekemät tutoriaalit ovat toimineet henkisenä tukena aivan projektini alkumetreiltä asti.

Ensin täytyy kuitenkin kertoa lyhyt tarina siitä, mitä ei missään tapauksessa kannata tehdä. Tämän jälkeen varsinaiseen asiaan, eli miten työkalun saa tehtyä.

Mielestäni olisi sopivaa keksiä jokin laki, aivan kuten esimerkiksi Murphyn laki, joka kiteyttäisi sanonnan hiljaa hyvä tulee. Pitkät työpäivät ja vähäuniset yöt vaativat nimittäin veronsa. Olin ostanut työkalua varten tarvittavat kipsit varastoon jo viime kesänä. En ole aikaisemmin käsitellyt kipsiä, joten homma täytyi opetella alusta alkaen. Valoin ensimmäisen kiekon onnistuneesti, mutta sitten paljastui että kipsi ei irtoa kovin helposti karheaksi hiotusta lasipinnasta. Olin epähuomiossa suojannut nurjan puolen peilistä muovipussilla, kun se oli tarkoitus tehdä. Yritin useana iltana epätoivoisesti irrottaa kiekkoa vahingoittumattomana, kunnes jouduin antamaan periksi ja käyttämään keinoja jotka päätyivät kiekon tuhoon. Tässä yhteydessä tapahtui se pahin asia mitä voi tapahtua, ja joka toivottavasti antoi opetuksen koko loppuiäksi. Lähdin väsyneenä irrottamaan kipsiä irti pala palalta käyttäen talttaa ja vasaraa. Virhe. Vaikka yritin olla varovainen ja käytin vain vähän voimaa, vasara lipsahti ja hipaisi peiliaihion lasista reunaa. Näin heti että lasiaihioon syntyi särö. Kuvainnollisesti sanoen näin punaista ja mieleen vyöryi ajatus että tämä oli tässä, projekti on pilalla. Pakkasin masentuneena kiekon ja lasin muodostaman möhkäleen hattuhyllylle, ja päätin palata asiaan kunnolla levänneenä. Niin sitten vierähti viikko jos toinenkin.

Vihdoin koitti viimeinen kesälomaviikko ja uskaltauduin tutkimaan aikaisemmin tekemieni tuhojen laajuutta. Peiliaihioon oli tosiaan tullut särö, mutta onneksi se oli kooltansa vain muutaman millimetrin levyinen ja sijaitsi reunaviisteessä. Pakkasin tarvittavat työkalut ja kävin verstaalla taas kipsin kimppuun. Tällä kertaa vasara sai jäädä hyllylle lepäämään, ja päätin poistaa kipsin hallitusti sahaamalla sen pienempiin osiin. Noin tuntia myöhemmin kipsityökalu oli neljässä palasessa, ja lasiaihio sai taas paistatella vapaana.

Nyt oli vuorossa toisen kiekon valmistus. Tällä kertaa suojasin peiliaihion onnistuneesti ohuella talouskelmulla. Seuraavana päivänä kuivunut kipsikiekko irtosi helposti peilin pinnasta, mutta kelmun toiselle reunalle oli jäänyt ilmakupla, jonka seurauksena kiekkoon oli tullut merkittävä muotovirhe. Tässä vaiheessa olin käyttänyt sen 3 kg kipsiä, jonka olin hankkinut varastoon. Kipsikiekko on rakenteeltaan niin pehmeää, että virheen olisi saanut ehkä hiottua oikeaan muotoonsa. Päätin kuitenkin oppia edellisestä kokeilusta, enkä lähtenyt vaarantamaan peiliaihiota enää tämän takia. Hyppäsin samana iltana bussiin ja kävin ostamassa seuraavat 3 kg kipsiä. Ylijäävästä kipsistä voi tehdä vaikka jotain kivaa. Valoin alkuyöstä kolmannen kiekon onnistuneesti, josta on luvassa lisää alla. Tarinan opetus on kai se, että virheitä saa tehdä kunhan ei tee samaa virhettä kahdesti. Sopivasti näihin aikoihin vietettiin kansallsta Epäonnistumisen päivää.

Sitten päästäänkin onnistuneen työkalun valmistukseen. Hienohionnassa on tarkoituksena säilyttää sama peiliaihion kaarevuussäde, joka saavutettiin karkeahionnan lopussa. Jos olisin rouhinut kuopan käyttäen toista lasikiekkoa, olisi tämä työkalu muotoutunut hionnassa ja sopinut näin suoraan hienohiontaan. Koska uuden työkalun on oltava jo valmiiksi "oikean" muotoinen, kipsi valetaan suoraan koveran peiliaihion päälle. Näin työkalun pinnasta tulee kupera, ja sillä on hyvä ja tasainen kosketus peiliin.

Kahdeksan tuuman kiekkoon tarvitaan noin kilo kipsiä. Kipsiä saa ostettua pääkaupunkiseudulta ainakin Sinellin verkkokaupasta, tai käymällä Variston myymälässä paikan päällä. Rautakauppojen valikoimasta kipsiä ei tuntunut löytyvän, vaan ainoastaan erilaisia tasotteita ja seinämassoja. Periaatteessa nämä tuotteet soveltuvat työkalun materiaaliksi aivan yhtä hyvin.

Kipsin valamiseen tarvitaan muotin reunus, muovikelmua (tai pala muovipussia), teippiä, kauha ja ämpäri. Kelmu teipataan ensin peiliaihion päälle, jotta kipsi irtoaa helposti lasin pinnasta. Ilman tätä suojausta kipsi tarttuu todella tiukasti karheaan lasipintaan. Tässä kohtaa kannattaa myös varmistaa, että kelmun ja koveran peiliaihion väliin ei jää ilmaa. Kun peiliaihion kasteli ensin vedellä, sai kelmun pingotettua aivan lasia myöten. Tämän jälkeen peiliaihion ympärille taiteillaan sopiva reunus joka estää kipsiä valumasta pois. Valmistin reunuksen pitkästä kaistaleesta alumiinifoliota, jonka olin taitellut pituussuunnassa kolmeen osaan.

Kipsivelli valmistetaan ämpärissä. Lämpimän veden ja kipsin sekoitus on tehtävä varoen, jotta seokseen ei joudu ilmakuplia. Kun seos on valmis, kipsi kaadetaan muottiin. Tämä kannattaa tehdä hitaasti keskeltä aloittaen, jotta paksun massan alle ei jää ilmataskua. Lopuksi kauhalla voi vielä varovasti taputella vielä nestemäisen kipsin pintaa, jolloin ylimääräiset ilmakuplat nousevat pintaan.

Kipsivelli valettuna peiliaihion päälle.

Muutamassa tunnissa kipsi on kovettunut, ja reunuksen voi poistaa terävällä nykäisyllä. Muotti irtoaa peilin pinnasta varovasti nostamalla. Muotin pohja tuntui edelleen hieman kostealta, joten jätin kipsimuotin kuivumaan pöydälle muutamaksi päiväksi.

Valmis kipsivalu kuivamassa.

Kun kipsimuotti oli täysin kuiva, pyöristin sen reunat veitsellä samaan tapaan kuin peiliaihion reunaviisteet. Pohja on myös hiottava aivan tasaiseksi. Kipsi on kuitenkin niin pehemää, että hionta onnistuu esimerkiksi metallisella suoralla tai viivoittimella. Tämän jälkeen suojasin kipsikiekon kosteudelta suihkuttamalla pintaan paksun kerroksen hiuslakkaa.

Kipsityökalu viimeistellään tekemällä reunaviisteet ja tasoittamalla pohja.

Nyt on aika valmistaa työkalun metallinen hiomapinta. Itse käytin tässä materiaalina viiden sentin kolikkoja. Jos tahtoo niin tässä yhteydessä pääsee myös pesemään rahaa, kirjaimellisesti. Puhtaat kolikot kannattaa ensin asetella työkalun pinnalle vapaaseen muotoon ja suhteellisen tasaisesti, mutta mitään tiettyä kuviota tai symmetriaa ei kannata noudattaa. Oikeastaan kolikkojen tulisi olla täysin satunnaisissa paikoissa, jotta vähennetään sitä riskiä että peiliin tulee astigmaattisuutta.

Tämän jälkeen kolikkojen paikat kannattaa merkata piirtämällä tussilla pieni viiva kolikon ympärille. Kolikot täytyy vielä kiinnittää. Tässä voi käyttää joko lopullista ratkaisua eli epoksia, tai sitten pehmeämpää lähestymistapaa, jossa kiinnitys tapahtuu pien avulla. Pikeä käytettäessä hyvä puoli on se, että työkalun voi "prässätä" tiiviisti peiliaihion pintaa vasten.

Murskasin vasaralla hieman pikeä tuikkukynttilän alumiiniseen muottiin, ja sulatin siitä tasaisen massan lämmittäen muottia kynttilän päällä. Tämän jälkeen kaadoin hieman pikeä jokaisen kolikon paikalle, jotka olin aikaisemmin merkinnyt tussilla. Tämä on aika sottaista puuhaa, piki kovettuu nopeasti muodostaen ohutta rihkamaa.



Kolikot voidaan kiinnittää painamalla kolikko ensin pien päälle, ja lämmittämällä sitten kolikkoa niin että alla oleva piki sulaa. Käytin tässä apuna paksua pulttia, jonka sai kuumennettua kynttilän päällä tulikuumaksi. Kun kuumalla pultilla painoi kolikkoa, se painui pian kipsiä vasten. Kuumailmapuhaltimesta olisi tässä touhussa ollut paljon iloa ja apua.

Osa kolikoista irtosi kun kokeilin niiden tiukkuutta, ja minun piti lisätä pien määrää näiden alla. Lopulta kuitenkin kaikki kolikot olivat viimein paikoillaan. Näin jälkeenpäin ajateltuna pikeä olisi voinut käyttää heti alkuun paljon enemmän. Olin aika säästeleväinen, ja nyt vähän askarruttaa että kestääkö kiinnitys hiontaa. Pian se nähdään.



Koska kolikot on kiinnitetty työkalun pintaan pien avulla, voi työkalun muotoon vielä vaikuttaa prässäämällä sitä peiliaihio päällä. Laitoin ensin osien väliin palan alumiinifoliota, jonka jälkeen koko paketti uuniin matalalle lämpötilalle noin 40-50 aseteeseen 20 minuutin ajaksi. Tämä jälkeen tein vielä kylmäprässin yön yli.

Työkalun ja peiliaihion välinen kontakti paranee prässäämällä.

Valmis täysikokoinen työkalu peiliaihion hienohiontaan.

Nyt on muuten marraskuun alku, ja aurinko paistaa iltapäivisin matalalta. Viime viikonloppuna aurinko paistoi lyhyen aikaa suoraan olhuoneen ikkunasta sisään. Nyt oli otollinen hetki kokeilla, onko sferometrilla saadut mittaukset peilin pinnasta olleet edes lähellekkään oikein. Äkkiä kävin noutamassa peilin, kastelin sen pinnan kiiltäväksi ja siirryin peilailemaan auringonvaloa. Yritin löytää polttopistettä heijastamalla valon ikkunankarmiin lähes takaisin sen tulosuuntaan nähden.Hetki oli suurenmoinen, peili muodosti kuin muodostikin noin sentin läpimittaisen polttopisteen! Nopeasti mittanauhalla mitattuna polttovälin pituus näytti summittaisesti 120 cm. Aivan mahtavaa.

Tavoitteena oikea polttoväli

Lauantaina pääsin iltapäivästä jatkamaan karkeahiontaa. Aikaa oli juuri ja juuri tämän työvaiheen saattamiseksi loppuun. Seuraavassa on pohdintoja tämän onnistumisesta.

Edellisen mittauksen tuloksista päättelin, että peiliaihion reunat valmistuvat noin neljällä normaalilla hiontakierroksella, ja että peilin keskusta valmistuisi kolmella kierroksella. Tämä pieni ero johtuu siitä, että kiekon keskiosassa on pieni painauma. Niinpä lähdin tällä kertaa varovasti liikenteeseen, ja tein lähinnä pitkiä hiontatyöntöjä kiertäen samalla jatkuvasti peiliaihiota ja työkalua.

Neljän kokonaisen kierroksen jälkeen puhdistin lasin liasta ja kävin mittaamassa tilanteen. Tällä hetkellä kuopan syvyys oli h = 0.652 mm, kun tavoite on päästä arvoon 0.678. Varovasti tehty hionta hidasti selvästi kuopan syventymistä, ja tasoitti samalla reunojen symmetrisyyttä. Reunojen kaarevuussäteen heitto oli tässä vaiheessa noin +-0.001 mm. Palasin takaisin työhuoneelle ja jatkoin toiset neljä kierrosta.

Tällä toisella kertaa yksi reunoista karkasi hieman syvemmäksi kuin muut. Saattaa hyvin olla, että aloitin työn vahingossa kiekko samassa asennosta kuin edellisellä kerralla, josta johtuen tämä reuna syveni sitten enemmän kuin muut reunat. Tämän kerran jälkeen syvyys oli h = 0.672. Päätin lopettaa karkeahionnan tähän.

Nyt seuraa ikävä yllätys. Kun kävin lukuja uudelleen läpi, huomasin että olin tehnyt virheen kopioidessani epäselviä muistiinpanoa paperilehtiön sivulta toiselle. Olin käyttänyt siis väärää tavoitearvoa 0.675! Ei voi olla totta. Onneksi heitto ei ole kuitenkaan iso. Tällä hetkellä polttoväliksi on varmistunut noin 1213 mm. Keskustassa on jo oikea kaarevuussäde, mutta reunojen hieman loivempi muoto kasvattaa keskiarvoa. Pinnan korjaus palloksi on varmasti helpompaa täysimittaisella työkalulla, joten kaikki valot näyttävät nyt vihreätä hionohionnan aloittamiselle.

Karkeahiontaan kului aikaa yhteensä noin viisi tuntia ja 50 minuuttia. Alla on graafi, josta selviää vielä syvyyden kehitys karkeahionnan aikana.

Kuopan syvyyden kehitys karkeahionnan edetessä.

Mutta mitä tästä kaikesta opin tällä kertaa? No, mitä tahansa sitä tekeekin, niin asiat on syytä kirjoittaa aina selvästi ylös muistiin itseä varten. Varsinkin silloin, jos tavoitteena on saada kaukoputken peiliin oikea polttoväli.

Seuraavaksi on vuorossa hienohionnan aloittaminen. Tämä vaatii taas uusia työkaluja.

Viides hiontapäivä, karkeahionta lähestyy loppua

Tilaisuus on käytettävä hyödyksi silloin kun se on mahdollista. Työpäivän jälkeen pääsin irrottautumaan verstaalle vajaaksi tunniksi. Nopeasti hiontapiste kuntoon ja hiomaan. Sain juuri tehtyä kymmenen kierroksen työn valmiiksi, kun piti taas jatkaa matkaa kauppoihin.

Möhemmin illalla palasin aihion kanssa takaisin keittiön mittauspisteelle. Päivän tärkein lukema on kuopan syvyys -0.6337 mm. Tästä edelleen peilin polttoväli F = 1287 mm.

Kuoppa syveni suunnilleen saman verran kuin edellisellä kerralla. Olin kuitenkin sen verran malttamaton hionnan kanssa, että keskelle oli päässyt syntymän pieni painauma. Tämän syvänteen kaarevuussäteen ero reunoihin on noin 0.015 mm.  Reunat olivat sen sijaan pyöristyneet tasaisesti ja niiden kaarevuussäde on joka puolelta alle 0.002 mm päässä.

Nyt ollaan jo todella lähellä, jäitä hattuun. Tärkeintä on saada pallomaisuus takaisin. Joka tapauksessa karkeahiontaa on jäljellä enää 3-4 kierrosta, eli noin 15-20 minuuttia. Jännittävää.

Kaukoputkella on jo muuten nimi valmiina, mutta se paljastetaan vasta myöhemmin. Ei muuta tällä kertaa.

Millimetrin kymmenys

Hilpaisin päivän päätteeksi taas hiomapuuhiin. Tällä kertaa en ollut merkinnyt mihin asentoon lasikiekko oli jäänyt edellisellä kerralla. Aloitin siis satunnaisesta kulmasta, ja käänsin kiekkoa hieman aikaisempia kertoja useammin, jotta ehtisin saada ainakin yhden täyden kierroksen tämän illan aikana.

Hioin taas kymmenen kierrosta. Koska lisään jokaisella kerralla aina saman verran piikarbidia ja vettä, hionta-aika pysyy kerrasta toiseen hyvin täsmällisesti 50 minuuttissa. Tätä voisi melkein verrata aamuiseen pyöräilymatkaan töihin, joka vie kesäaikaan aina 23 minuttia. Ei sen puoleen että pitäisin tästä kirjaa...

Noniin, sitten hiontapöydän nopea puhdistus ja pikapikaa sisälle mittaamaan tuloksia. Mittasin kahdesti peiliaihion pinnan viidestä sen eri pisteestä (keskeltä ja neljästä vastakkaisesta kulmapisteestä), ja sain näin kuopan syvyyden keskiarvoksi -0.535 mm. Kuopan syvyys oli kasvanut tällä kertaa kokonaisen millimetrin kymmenyksen! Vielä kynä ja paperi esille, muutama laskutoimitus ja tyytyväisenä voimme todeta että polttoväli on tällä hetkellä 1523,23 mm.

Ensimmäistä kertaa pääsin katsomaan miltä peilikuva näyttää. Asetin peilin pinta märkänä nojaamaan tuolia vasten, ja menin muutamien metrien päähän katsomaan kuvaa. Käynnykän salamavalon kanssa sain nopeasti etsittyä pisteen missä valo heijastui takaisin koko peiliaihion leveydeltä.

Nyt tästä eteenpäin täytyy olla tarkkana. Hionta on nyt kestänyt neljä ja puoli tuntia. Kuoppa on syventynyt sitä nopeammin mitä lähempänä ollaan tavoitetta. Jos tämä pitää edelleen paikkansa, on seuraavalla hiontakerralla oltava sferometri mukana. Tavoitteeseen on enää 0.140 mm, ja tämä siis tulee aika tarkalleen täyteen seuraavalla 50 minuutin hionnalla.

Peilin pinnalla on jo selkeä kuoppa, joka näkyy hyvin alla olevassa valokuvassa. Aihion keskellä on tulitikku, joka mahtuu miltei kokonaan suorakulman alle. Tämä on muuten toiseksi yksinkertaisin tapa mitata kuopan summittainen syvyys, jos käytössä on tarkkoja kalibroituja mittalevyjä. Ainoa tätä yksinkertaisempi tapa on käyttää taskulamppua valonlähteenä, ja mitata märän peilipinnan paperille heijastaman valonpisteen etäisyys peilistä mittanauhalla. Täytyy sanoa että onneksi rakensin sferometrin.

Mitä muuta voisin vielä kertoa. Pinnan pallomaisuus on edelleen pysynyt suhteellisen tarkasti samana. Tällä kertaa heittoa oli tullut hieman lisää edellisestä kerrasta, sillä ero kuopan syvyyden keskiarvon ja mitatun minimin sekä maksimin välillä oli noin +-0.09 mm. Hionta on silti mennyt paljon paremmin kuin uskalsin ennen aloitusta toivoa. Karkeahiontatyökalun pohja on myös hioutunut tasaiseksi. Pinnassa näkyy enää muutama kuoppa, jotka eivät hiontaa haittaa. Voisikohan tällä hioa vielä isomman peilin?

Karkeahionta kiihtyy

Tänään jatkoin peiliaihion karkeahiontaa. Kiinnitin aihion taas totuttuun tapaan hiontapöytään, suihkutin päälle vettä ja lisäsin carboa. Lauantaipäivä on hyvä päättää intensiivisellä 75 minuutin hiontatreenillä. Tässä ajassa kerkesin tehdä yhteensä 15 hiontakierrosta.

Hionnassa ei tullut enää suurempia yllätyksiä. Tämänkertaisen rupeaman loppupuolella tuli ensimmäisen kerran vahva tunne että peiliaihiossa on jo oikeasti jonkinlainen kuoppa. Tunne on erityisen voimakas pitkissä w-työnnöissä peiliaihion sivuilla, jolloin peilin kaarevuus "hankaa" työkalua vasten hieman eri tavalla eri vaiheissa. Tätä on hankala kuvailla, mutta jokainen varmaan ymmärtää mistä on kyse jos pääsee itse kokeilemaan hiontaa.

Peiliaihion pinta on vihdoin täysin samea, kun karkeahionta on edennyt kolme tuntia.

Kun peiliaihio, työkalut ja hiontapöytä oli taas pesty ja puhdistettu säilytystä varten, suuntasin kotiin tekemään mittauksia. Sferometrin lukema näytti tällä kertaa -0.434 mm. Kuopalle oli siis tullut tällä kertaa enemmän syvyyttä suhteessa aikaisempin hiontakertoihin! Tämä oli erittäin positiivinen uutinen. Myös pinnan pallomaisuus parani tällä kertaa edellisestä. Peiliaihion keskipisteen ja reunojen ero kaarevuussäteessä on usean testimittauksen jälkeen keskimäärin vain noin +-0.008 mm.

Laskin että tällä hetkellä peiliaihion polttoväli on 1878 mm, joka lähenee jo kivasti tavoiteltua 1200 mm. Tästä on hyvä jatkaa myöhemmin.

Sferometri

Ennen karkeahiontaan ryhtymistä rakensin peiliaihion pinnan tarkkailua varten tarvitsemani sferometrin. Sferometrilla voi mitata ja tarkkailla minkä tahansa koveran tai kuperan pinnan muotoa, kunhan laitteen koko on mitoitettu sopivasti mitattavaa kohdetta ajatellen.

Projektia varten puusta ja alumiinista rakennettu sferometri.

Oikeastaan sferometri yksinkertaisesti mittaa kuopan syvyyden laitteen jalkojen muodostaman tason suhteen. Mittaus tehdään laitteeseen kiinnitetyn mittakellon avulla. Koska mittaus tehdään laitteen keskipisteen kohdalta, kuopan syvyydestä voi laskea edelleen pinnan kaarevuussäteen. Tämän lisäksi sferometrilla voi  myös kätevästi tarkkailla miten kaarevuussäde muuttuu eri puolilla mitattavaa pintaa, ja ohjata näin hiontaprosessia.

Seuraavassa on kuvattu tarkemmin laitteen rakentamisen työvaiheet. Kuten kaukoputken suunnitelmassa jo totesin, pyrin tässäkin työssä käyttämään hyödyksi mahdollisimman paljon valmiita osia ja edullisia kierrätysmateriaaleja. Aloitin suunnittelemalla ensin laitteen rakenteen. Oheinen piirros syntyi eräällä isyysvapaan kahvitauolla:

Sferometrin rakenne.

Laitteen kolme jalkaa muodostavat tasasivuisen kolmion, jonka sivun pituus on noin 10 cm. Kolmion kärkien kautta piirretyn ympyrän halkaisija on noin 50% peiliaihion halkaisijasta. Ei siinä muuta kuin materiaaleja etsimään.

Varastosta löytyi sopivan kokoinen vanha kirjahyllyn levy, jonka paksuus soveltuu laitteen runkoon. Piirsin suunnitelman mukaisen kuvion uudestaan hyllyn pintaan ja kaivoin sahan esiin. Pian huomasin että edes jiirisahalla ei meinaa saada tarpeeksi tarkkaa jälkeä, joten kävin ostamassa pienen kuviosahan jolla sai huomattavasti tarkempaa jälkeä.

Sferometrin runko syntyi vanhasta hyllylevystä.

 

Kun olin saanut kaiken ylimääräisen puun poistettua rungon ympäriltä, alkoi puupala jo näyttää halutulta. Viilasin ja hioin lopuksi pinnat tasaiseksi.

Seuraavaksi oli vuorossa mittakellon kiinnittämiseen tarkoitetun sferometrin yläosan valmistus. Tämä koostuu pyöreästä palasta, jonka sisällä menee alumiininen putki koko laitteen rungon läpi. Palan kyljessä on kiristysruuvi, jonka avulla laitteeseen kiinnitetty mittakello pysyy paikoillaan.

Leikkasin ensin 10 mm halkaisijaltaan olevasta alumiiniputkesta noin kahden senttimetrin pituisen palan, ja sahasin sen toiseen päähän pitkulaisen loven kiinnitysruuvia  varten. Viilasin ja hioin putken reunat tasaiseksi. Tässä yhteydessä paljastui, että putken sisäpinnan halkaisija oli aavistuksen liian kapea hankkimalleni mittakellolle. Tilanteen korjaamiseksi sorvasin sisäpinnalta pois ylimääräistä alumiinia noin 0.3 mm metalliporan ja pyöreän viilan avulla. Ruostumisen estämiseksi puhdistin kaikki hiomapinnat aina Sinolilla.

Tämän jälkeen leikkasin noin sentin mittaisen pyöreän puupalan, jonka keskelle porasin alumiiniputken mentävän reijän. Puupalan kylkeen porasin reijän kiinnitysruuvia ja mutteria varten. Viilan avulla sain muotoiltua tästä reijästä sopivasti kuusikulmaisen, jotta mutteri upposi puupalan sisään. Lopulta liimasin mutterin kiinni puupalaan epoksilla. Materiaalina käytin Biltemasta ostettua luudanvartta, ja alumiiniputket ostin Bauhausista.

Sferometrin rungon läpi kulkeva alumiiniputki, johon mittakello kiinnitetään.

Rungon yläosa, johon on viilattu syvennys kiristysruuvin mutteria varten.

Seuraavaksi porasin rungon keskelle reijän aluminiputken läpivientiä varten, ja kärkiin vielä noin 1 cm syvyiset kuopat jalkojen kiinnitystä varten. Tämän jälkeen liimasin rungon ja pääliosan kiinni toisiinsa epoksilla, ja lakkasin näin syntyneen kokonaisuuden venelakalla.

Lakan kuivuessa sahasin sferometrin jalkoja varten kolme kappaletta noin 15 mm pitkää putkenpätkää 6 mm paksuisesta alumiiniputkesta.

Tein myös muutamia valmisteluja mittakelloa varten. Vanhasta pyörän ohjaustangon käsigripistä leikkasin pyöreän muovirenkaan, joka tulee laitteen päälle mittakellon ja rungon väliin pehmikkeeksi. Herkkä mittakello lepää näin pehmeästi laitteen päällä, ennen kuin se kiinnittään runkoon kiristysruuvin avulla. Myös kiristysruuvin pään ja mittakellon väliin tarvitaan pehmike, jonka valmistin vanhasta polkupyörän sisäkumista. Leikkasin tätä varten noin 10x5 mm muovipalan, joka painautuu mittakellon runkoa vasten kiristysruuvia kierrettäessä. Kun kiristysruuvin avaa, muovipala vetäytyy poispäin ja mittakello voidaan nostaa irti.

Kun lakka oli kuivunut, upotin alumiiniset jalat runkoon tehtyihin reikiin ja liimasin jalkojen päähän vielä metalliset kuulat. Jalkojen kuulat vähentävät mitattavan pinnan naarmuuntumista. Perinteitä noudattaen nämä metallkuulat olivat peräisin vanhasta kuulalaakerista, joka sai näin uuden käyttötarkoituksen.

Lopulta kaikki oli valmista lopullista asennusta varten. Ostin sferometria varten ZnDiy-BRY brändin alla myytävän digitaalisen mittakellon ulkomaisesta verkkokaupasta, jonka ilmoitettu tarkkuus on 0.001 mm. En etukäteen osannut sanoa miten laadukkaasta laitteesta on kyse, mutta kyseisen laitteen hyvävä puolena on pitkä mittausmatka ja mahdollisuus nollata lukema mihin kohtaan tahansa. Näin kalibrointi on mahdollisimman helppoa. Koska kotootani ei löydy optista tasoa jolla sferometrin voisi kalibroida tarkasti, päätin käyttää induktiolieden lasipintaa referenssipintana. Oli jännittävää suorittaa testimittaukset ensimmäistä kertaa itse kalibrointipinnalla. Poikkeama eri mittauskerroilla, siis asettamalla sferometri referenssipinnalle ja siltä pois useita kertoja, oli vain noin +-0.002 mm.

Ainoa harmillinen asia mikä testauksessa tuli esille on se, että kun laitteen nollaa niin lukema nollataan välittömästi. Koska käsi tärisee väistämättä, ei lukemaa meinaa saada nollaksi. Laitteesa pitäisi olla "etänollaus" tai pieni viive, jotta käden ehtisi ottaa ensin pois. Toisaalta tämän voi ratkaista helposti kirjaamalla alussa olevan mittavirheen eli poikkeaman nollasta ylös, ja vähentämällä tämän lopullisista tuloksista.

Ottaen huomioon että käytössäni ei ole kunnollista verstasta vaan kerhohuone ja kourallinen työkaluja, onnistui rungon rakentaminen yli odotusten. Jalkojen muodostama tasasivuinen kolmio on lähes täydellinen, sillä kärkien poikkeama tavoitellusta muodosta oli alle puoli millimetriä. Jalkojen sijainnista aiheutuu kyllä pieni mittavirhe sferometrin lukemaan, mutta virheen suuruuden voi laskea ja ennakoida.

Tässä on vielä tarkat tiedot laitteesta. Sferometrin keskipisteen ja jalkojen keskipisteen välinen etäisyyden keskiarvo on 57,07 mm. Jaloissa olevien kuulien säde on 2.3 mm, joka täytyy ottaa myös huomioon sferometrikaavassa.

Lopputuloksena syntyi edullinen ja hyödyllinen mittaväline, jonka avulla projekti pääsee taas etenemään seuraavaan vaiheeseen eli hiontaan.

Valmis sferometri, jolla voi mitata peiliaihion kaarevuussäteen.

Toinen erä

Tomu oli tuskin ehtinyt laskeutua kun palasin takaisin verstaalle. Aloitin homman kiinnittämällä uudet peiliaihion pidikkeet hiontapöytään. Edelliset olivat rakenteeltaan yksinkertaisesti liian heiveröiset.

Tällä kertaa hiontaan ryhtyminen oli paljon suoraviivaisempaa.  Aloitin hionnan siten että pyöritin peiliaihion suunnilleen samaan asentoon kuin viime kerralla lopetettaessa. Parempi noudattaa kiertoa edes summittaisesti, jotta reunojen paksuus pysyy tasaisena eikä kulu liikaa joltain reunalta.

Tein myös tällä kertaa kymmenen hiontakierrosta, ja aikaa tähän meni vajaa tunti. Tämän mittainen työskentelytapa tuntuu olevan sopivan mittainen rupeama yhdelle kerralle. Hionnan aikana peiliaihion keskellä olevat kuopat katosivat näkyvistä. Vain toiselle reunalle jäi jäljelle vyöhyke, joka ei vielä ollut kosketuksissa hiontatyökalun kanssa.

Peiliaihio vajaan kahden tunnin karkeahionnan jälkeen.

Jännityksellä mittasin taas kuopan syvyyden. Sain sferometrilla tuloksen 0.362 mm, joka tarkoittaisi sitä että edellisestä kerrasta kuopan syvyys olisi lisääntynyt keskimäärin noin 0.030 mm. Pinta näyttä onneksi kuluvan suhteellinen tasaisesti ja pysyvän näin lähellä palloa. Kuopan syvyys heittelee eri puolilta kiekkoa mitattaessa noin +-0.015 mm, joka on mielestäni ihan hyvä tulos tässä vaiheessa sillä lähtötilanteessa pinta ei suinkaan ollut tasainen.

Nykyisellä vauhdilla pääsen tavoitesyvyyteen noin 10 tunnin hionnalla. Täytyy silti myöntää, että tämä harrastus ei sovellu hektisille tai malttamattomille ihmisille. Onneksi peiliaihion keskellä oli valmiina pienoinen painauma, joka nopeuttaa karkeahiontaa huomattavasti.

Peiliaihion hionta alkaa

Nyt täytyy tuulettaa, nimittäin tänään se sitten viimein tapahtui. Käärin hihat ylös, kaivoin varastosta karkeahiomatyökalun sekä hiomajauheen ja suuntasin työhuoneelle.

Pulssi hieman koholla kiinnitin peiliaihion hiontapyötään. Ensin hieman vettä lasikiekon pinnalle, sitten päälle kaksi pientä mittallista hiontajauhetta. Totuuden hetki. Pian rahiseva hiontaääni peitti taustalla soivan radion äänen. Ajattelin että tästä se lähtee.

Aloitin peiliaihion työstämisen käyttäen piikarbidi n:o 80 karkeutta. Muutamassa minuutissa rahiseva ääni vaihtui suhinaksi. Hioin tällä ensimmäisellä kerralla yhtä mittaisesti puolitoista tuntia, jonka aikana kerkesin tekemään tasan kymmenen hionta-iteraatiota. Ensimmäisillä kerroilla kävin pesemässä peilin erikseen, mutta pian luovuin tästä ja päädyin vain pyyhkimään hiomajätteet lasin pinnalta veden ja rätin avulla.

Karkeahiomatyökalu tuntui toimivan ihan hyvin. Punnuksella on sen verran painoa, että hionnassa ei tarvitse käyttää yhtään ylimääräistä voimaa työkalun painamiseksi lasiaihiota vasten. Riittää että työkalua kuljettaa eri työntöjen mukaisesti vaakatasossa.

En pääse kiertämään pöydän ympäri, joten peiliä pitää pyörittää aika tiuhaan. Astigmatismin estämiseksi pyöritän peiliä myötäpäivään, ja kuljen itse vastapäivään niin paljon kuin pitkän pyödän ääressä nyt on mahdollista liikkua. Pyöritän myös työkalua jatkuvasti vastapäivään.

Tein sarjana perinteisiä w:n muotoisia pitkiä työntöjä, ja välillä pieniä pyöreitä liikkeitä kiekon ympäri. Päätin etten yritä liikaa noudattaa mitään tiettyä kaavaa. Tällä tavalla hionnassa on mukana mahdollisimman paljon satunnaisuutta ja muotovirheitä syntyy toivottavasti vähemmän.

Lasiaihon pinnassa näkyi ennen työn aloittamista muutamia pieniä epätasaisuuksia, jotka tulivat nyt hyvin esiin kun hionta eteni. Kuopan pohjat näkyvät kirkkaina laikkuina, kun taas ne kohdat jotka ovat kosketuksissa työkalun kanssa ja hioutuneet ovat sumeita.

Lopulta noin 90% pinnasta on hionnasta karheana. Keskellä näkyy vielä kaksi pientä kuoppaa, ja reunassa kulkee kapea kaistale joka ei ole vielä hioutunut. Alla oleva kuva on napattu noin puolen tunnin hionnan jälkeen.

Hionnan jälkeen oli luvassa seuraava jännittävä hetki, kun mittasin kuopan syvyyden peiliaihion keskeltä. Tavoiteltu pallon kaarevuussäde on 2400 mm, jolloin laskujeni mukaan kuopan syvyydeksi on omalla sferometrillani mitattaessa tultava 0,678 mm. Koska minulla ei ole käytössä optista tasoa, sferometrin kalibroinnissa referenssi-tasopintana sai toimia tällä kertaa induktiolieden lasinen päälipinta. Mittakello näytti kuopan syvyydeksi 0.332 mm! Tästä on hyvä jatkaa eteenpäin taas myöhemmin. Hiontapöytä vaatii tätä ennen pientä parantelua, sillä pelkästään yhdellä naulalla kiinnitetyt pitimet eivät ole tarpeeksi tukevia pitämään lasiaihiota paikallaan.

Edellisen blogipostauksen jälkeen olen ehtinyt rakentaa sferometrin, joka oli työlistalla ennen peiliä. Tästä onkin niin paljon asiaa kerrottavana, että kirjoitan aiheesta oman blogipostauksen myöhemmin.

Olen päättänyt jättää peilin paksuutta mittaavan laitteen rakentamisen tällä kertaa välistä. Työkalun avulla pystyisi mittaamaan tarkasti peilin reunojen paksuuden, ja tällä tavalla varmistaa että kuoppa on symmetrinen reunojen suhteen. Olin jo ehtinyt ostaa kaikki tarvikkeet tätä varten, mutta oikeastaan työkalua tarvitaan enemmän linssien kuin peilin valmistuksessa. Itse haaveilin tästä lähinnä sen takia, että käyttämäni alimittainen karkahiomatyökalu, joka on itse asiassa vain 45% peiliaihon halkaisijasta, ei varmasti tuota pallomaista pintaa ilman huolellista tarkkailua ja ohjausta.

Ainiin. Piikarbidin tuoksusta tuli mieleen deja vu muisto jostain kaukaa menneisyydestä. Olen varmasti jossain haistanut saman hajun ennenkin, mutta en millään saa mieleen että missä se on voinut olla. Jännä.