Viel Spaß beim Film

Eine selbstgebaute Vakuumbedampfungsanlage für Spiegel bis zu einem Durchmesser von 16".

Seit einiger Zeit sind die Preise für das Verspiegeln einer Optik geradezu explodiert. Grund genug, sich mit dem Thema näher zu befassen. Vakuumbedampfung ist nichts Neues. Bereits in den frühen dreißiger Jahren wurden Anlagen gebaut, mit denen es möglich wurde, Spiegel mit einer dünnen Schicht Aluminium zu bedampfen.

In dem weit verbreiteten Buch von J. Texereau "How to make a telescope" findet sich eine einfache Zeichnung, welche eine simple Anordnung zeigt.

Im Allgemeinen geht man wie folgt vor:

In einer geeigneten Kammer wird durch die Verwendung verschiedener Pumpen ein Hochvakuum erzeugt.

Meist beginnt man, mit einer Drehschieberpumpe ein Grobvakuum zu erzeugen. Ist dieses erreicht, wird eine Membranpumpe eingesetzt, um die Kammer weiter luftleer zu pumpen.

Leider reicht der Unterdruck, welchen diese Pumpen erzeugen nicht, um Aluminium zu verdampfen.

Eine weitere Stufe ist unumgänglich. Zum Einsatz kommen nun entweder Öldiffusionspumpen oder Turbomolekularpumpen.

In der Kammer wird beim Erreichen eines bestimmten Unterdrucks ein Lichbogen gezündet. Dieser dient dazu, die Oberfläche zu säubern und für die Verspiegelung vorzubereiten.

Ist dieses Prozedere abgeschlossen, wird so lange gepumpt bis das nötige Hochvakuum erreicht ist.

In der Kammer befinden sich sogenannte Verdampfer, von denen es unterschiedliche Bauarten gibt.

Auf den Verdampfern wird 99,999% hochreines Aluminium geschmolzen. Wird der Siedepunkt erreicht, verdampft das Aluminium. Der Aluminiumdampf legt sich auf alle in der Kammer befindlichen Teile.

Was ist eigentlich ein Vakuum?

Um zu verstehen, was ein Vakuum ist, muss man verstehen, was normaler Luftdruck ist.

Viele Leute glauben, Vakuum ist ein Druck unter 0 Bar mit negativem Vorzeichen. Diese Vorstellung ist leider falsch.

Der normale Luftdruck liegt je nach Höhe und Wetterlage im Schnitt bei 101,325 kPa oder 1013 Hektopascal.

Anders ausgedrückt: 1,013bar oder 1bar und 13mbar

Senkt man diesen Luftdruck in einem Raum über Pumpen ab, spricht man von Vakuum.

Das Vakuum wird in der Technik in verschiedene Stufen eingeteilt.

Es gibt das Grobvakuum, das Feinvakuum, das Hochvakuum und das Ultrahochvakuum.

Wie viel Unterdruck braucht man?

Um einen Spiegel zu bedampfen, muss Hochvakuum mit ca. 10 hoch - 4 , besser 10 hoch - 5 mbar erreicht werden.

In Zahlen:

0,0001 oder 0,00001 mbar !

Ein Vergleich:

Im Interplantetaren Raum herscht ein Vakuum mit ca. 10 hoch -18

0,000000000000000001 mbar !

Wo liegt dann das Problem?

Unter Hochvakuum geben Materialien Moleküle ab. Hat man Material verbaut, welches mehr Moleküle abgibt, als die Pumpe hinausbefördern kann, spricht man von einem virtuellen Leck.

Man kann pumpen solange man will. Das nötige Vakuumm wird nie erreicht!

Weiterhin hat man mit den besonderen mechanischen Belastungen zu kämpfen.

Die Kammer muss dicht sein und gewaltigen Belastungen stand halten. Je größer die Kammer wird, desto mehr Kraft wirkt auf sie. Im Fall meiner Anlage mehrere Tonnen!

Implodiert die Kammer, besteht Gefahr für Leib und Leben!

Alle Kabeldurchführungen müssen nicht nur elektrisch isoliert sein. Sie müssen zusätzlich Hitze und Unterdruck standhalten und dürfen keine Moleküle abgeben.

Ein weiteres Problem sind die Kosten.

Alles, was an Vakuumtechnik benötigt wird, ist unglaublich teuer. Alleine für eine Turbopumpe kann man leicht über 1000.- Euro ausgeben. Messtechnik, Verbrauchsmaterial und Kleinteile kosten schnell nochmal ein Vielfaches!

Warung:

Eine Vakuumkammer sollte nur von jemandem gebaut und betrieben werden, der sich mit dieser Technik und mit Elektrik (Hochspannung) auskennt!

Es besteht LEBENSGEFAHR !

Vakuumkammer für Spiegel bis zu einem Durchmesser von 16"

Zu sehen ist in eine Drehschieberpumpe in der unteren Etage.

Eine Einheit aus Membran und Turbomolekularpumpe in der Mitte.

Ein modifzierter, Luft und Wasser gekühlter Schweißtrafo, zum Betreiben der Verdampfer rechts.

Die eigentliche Kammer aus Glas.

Halter um den Spiegel zu tragen. Hier noch viel zu lang.

Ventile zum Be- und Entlüften der Kammer.

Ein Manometer zur Grobvakuumanzeige.

Doch es sollte noch ein sehr langer Weg mit vielen Misserfolgen und stetigen Weiterentwicklungen werden.

Erste erfolgreiche Verdampfung!

Technische Daten:

Kammervolumen 75l

Max. Vakuum 10hoch minus6 mbar

Max. möglicher Durchmesser 16"

Variabel bestück und schaltbare Verdampfer

Aufdampfen einer SIO Schutzschicht möglich