Het slijpen van de spiegel

Hiervoor ben ik eens mijn licht gaan opsteken (we schrijven maandagavond 22 november 1999) bij de VSRUG, die een werkgroep spiegelslijpen hebben. De vriendelijke meneer daar verkocht me twee glasschijven aan 1500 fr. elk. Ze hebben een diameter van 145 mm en een dikte van 23 mm. Eén kant is vlak, dat is de kant die we zullen slijpen. De andere kant bevat een aantal concentrische groeven. De reden hiervan is mij niet bekend (het zal wel makkelijker te maken zijn in de fabriek of zoiets).

De verse glasschijven

De rand van de schijven was gelukkig al afgeschuind. Zonder afschuining zouden de randen te scherp zijn en makkelijk krassen kunnen veroorzaken of afsplinteren.

Het slijpen gebeurt door één schijf vast te zetten, er slijppoeder en water op te doen, en er over te bewegen met een andere schijf. De vaste schijf, de hulpschijf (tool), zal bol worden en de bovenste schijf, de eigenlijke spiegel, zal hol worden. Het idee van slijppoeder komt min of meer overeen met schuurpapier. Na een tijdje (2 tot 4 minuten) slijpen droogt het mengsel van poeder en water op; dan moet het boeltje min of meer proper gemaakt worden (schijven schoonvegen met een sponsje) en moet er nieuw water en poeder op. Eén zo'n cyclus wordt een wet genoemd (van het Engelse woord voor nat).

Slijppoeders

Aan slijpen zelf ben ik maar enkele weken later toegekomen (vrijdagavond 3 december), u weet hoe dat gaat :-)
We beginnen met het zogenaamde grof slijpen; bedoeling is beide schijven een ruwe bolvorm te geven. Hiervoor gebruiken we 80 grit poeder. Later wordt de spiegel glad geslepen met steeds fijnere poeders. De eerste wet nam een half uurtje in beslag (inderdaad, 2 tot 4 minuten slijpen en heel veel minuten kijken in de documentatie die ik van het net geplukt had om te zien hoe het weer moest). Ik heb de mosterd gehaald op http://users.uniserve.com/~victorp/mirror.htm, de ATM FAQ en Mel Bartels' pagina's.
Eens je de methode beet hebt, gaat het een stuk vlotter; na nog een uurtje slijpen hield ik het voor bekeken voor vandaag, met dit resultaat:

• Schroef vier schroeven (spijkers zouden natuurlijk ook goed geweest zijn) in een plank, zodat de hulpschijf er net tussen past.
• Leg de hulpschijf tussen de schroeven. Schuif wat strookjes karton tussen de schroeven en de schijf, zodat de schijf goed vast zit en niet heen en weer kan bewegen.
  De slijpstand vóór het slijpen
  
• Voor het grof slijpen heb je nodig: een pot met grit 80 slijppoeder, een plastieken lepeltje om het poeder eruit te scheppen (metalen lepeltjes worden afgeraden omdat er stukjes metaal zouden kunnen afschilferen, wat krassen op de spiegel tot gevolg zou kunnen hebben), een bekertje met (proper) water.
• Een wet verloopt als volgt:
  • Doe wat water op de hulpschijf.
  • Doe een half lepeltje poeder op de hulpschijf.
  • Doe de spiegelschijf erop, en draai die wat rond om water en poeder te mengen. Als je de schijf ronddraait en de schijf blijft nog wat doordraaien nadat je loslaat, is het ongeveer goed. Schuif nu de spiegelschijf wat naar rechts (schuif ongeveer de halve diameter van de schijf op) en beweeg 10 tot 15 keer voor- en achteruit met de spiegelschijf. Tijdens het bewegen moet je druk uitoefenen op de schijf. Als je een luid schurend geluid hoort, is het goed. Eén keer over en weer bewegen wordt een slag genoemd, en deze soort slag heet koordenslag, omdat het centrum van de ene schijf volgens een koorde over de andere schijf beweegt. (Een koorde van een cirkel is een rechte lijn die begint en eindigt op die cirkel.) Beweeg ongeveer één keer per seconde heen en weer. Het centrum van de bovenste schijf mag niet voorbij de rand van de onderste gaan (hiervoor is het wel handig als de schijf aan de achterkant concentrische ringen bevat: je kan dan heel makkelijk zien waar het centrum juist zit). Belangrijk is om de schijf niet te draaien; dus enkel vooruit en achteruit bewegen.
    
  • Leg de twee schijven weer gecentreerd over elkaar.
  • Draai de plank ongeveer 90 graden naar rechts. Beide schijven draaien dus mee. Bedoeling is dat je niet altijd precies 90 graden draait, omdat je anders altijd over vier dezelfde stukken van de hulpschijf heen en weer staat te bewegen. Ik draai altijd iets meer dan 90 graden.
  • Draai nu de spiegelschijf nog eens ongeveer 90 graden naar rechts. Ook hier is het de bedoeling niet exact 90 graden te draaien, zodat op den duur elk stuk van de spiegelschijf over elk stuk van de hulpschijf heeft bewogen. Als we daarvoor zorgen, moeten we op het einde wel een bolvorm uitkomen, want er is maar één soort oppervlak dat naadloos in elkaar past als je er twee van over elkaar beweegt en dat is een bol. Je kan natuurlijk de plank en de spiegelschijf ook telkens naar links draaien; het enige waar je op moet letten is dat je altijd in dezelfde richting blijft draaien.
  • Beweeg nu de spiegelschijf weer 10 tot 15 keer over en weer, en zo voort. Na 2 tot 4 minuten is het mengsel te droog geworden of is er te veel van de rand gelopen en verdwijnt het luide schurende geluid. Dan is het tijd om het poeder af te kuisen (ik gebruik een rol keukenpapier, maar die gaat er nogal vlug door, dus de aankoop van een sponsje dringt zich op :-) ) en een nieuwe wet te beginnen.
• Na één tot twee uur slijpen is het het best eens te kijken hoe ver je al zit.
  De slijpstand na twee uur slijpen
  Hiervoor zijn twee methoden: een sferometer (meer info ook op http://members.aol.com/drowesmi/sphero.html) of iets dergelijks gebruiken, om rechtstreeks de uitgeslepen diepte te meten. De diepte van de spiegel op het middelpunt wordt sagitta genoemd. Een andere belangrijke afmeting is de kromtestraal van de spiegel, die de straal aangeeft van de bol waar het spiegeloppervlak een deel van is.
  De formule is sagitta = kromtestraal - vierkantswortel(kromtestraal² - diameter²/4) Voor kleine bolvormige spiegels is de kromtestraal het dubbele van de brandpuntsafstand, in ons geval dus 2x120cm = 240cm. Invullen in de formule geeft achtereenvolgens: sagitta = 240cm - wortel(240² - 15²/4)cm sagitta = 240cm - wortel(57600 - 225/4)cm sagitta = 240cm - 239,8828cm sagitta = 0,1172cm De sagitta is dus 1,172 mm.
  Een andere methode is de brandpuntsafstand bepalen. Hiervoor maak je de spiegel nat (zodat hij het licht goed weerkaatst) en belicht hem van ver (of je zet hem in de zon) en zoekt waar het brandpunt ligt door vooruit en achteruit te bewegen en ondertussen het geprojecteerde beeld op een stuk karton te bekijken, totdat het beeld scherp is. De afstand van de spiegel tot het karton geeft de brandpuntsafstand aan.
  Ik zet nog een buis (nu ja, eigenlijk een opgerold en vastgeplakt blad papier) achter de lamp om te vermijden dat er een te wijde bundel licht uitgestraald wordt en ik half verblind wordt terwijl ik met dat karton en die spiegel over en weer sta te lopen :-)
  Opgepast: een natte spiegel heeft een sterke neiging uit je handen te glijden :-)
  

Op maandagavond 6 december kwam de tweede slijpsessie. Na twee uur slijpen is de spiegel volledig mat geworden: het ongeslepen randje van vroeger is verdwenen, waarschijnlijk ook omdat ik er nu beter op gelet heb de spiegel niet rond te draaien tijdens het slijpen. De brandpuntsafstand is nog altijd groter dan drie meter.

Woensdagavond 8 december: nog een uurtje geslepen. De brandpuntsafstand is 2m30.

Donderdagavond 9 december: onze voorraad 80 poeder is op, dus schakel ik over op 120. Voor schijven tot 15cm wordt overigens wel vaker met 120 poeder begonnen in plaats van 80. Bij 80 poeder zou het kunnen gebeuren dat je eigenlijk te weinig slagen doet, zodat de spiegel wat ongelijkmatig uitgeslepen wordt. Met 120 poeder gaat alles weliswaar trager, maar gelijkmatiger.
Na een uur slijpen met dit 120 poeder is de brandpuntsafstand 1m20, dus precies waar we wouden geraken (hoera!). Hier eindigt het grof slijpen. (Historische noot: opgelet: als je zelf op basis van dit verhaal een spiegel slijpt: lees eerst verder tot aan de uitleg van 19 januari 2000! Ik bleek namelijk enkele dingen gemist te hebben ... maar je was hiervoor natuurlijk al gewaarschuwd :-) ) De totale slijptijd is (voor wie goed gerekend heeft) 5u30.