Versuch eines Eigenbau-Mikrotoms

[unkenheini]

Moin Michael.
Ein klasse Eigenbau,top!Dein Problemchen mit dem Rausziehen der Proben, eventuell die Proben auf Buchholzklötzchen aufblocken.Dann kannst du mehr Spanndruck ausüben. Gibt es im Baumarkt in verschiedenen Größen und Formen als 1Meter Stücke. Ich hatte um die Klebefläche zu vergrößern noch mit der Säge ein Waffelmuster eingesägt.Hat mit Paraplast und PEG1500 sehr gut geklappt. Um die Führung etwas stabiler zu machen, eventuell auf der Seite  ein Führung 90grad zu den anderen anbringen. Das Färbegemisch nehme ich auch. Aber als Spühlösungen Alkoholreihe . Wenn Du in PEG1500 einbettest.Denn Schnitt in kaltes Wasser geben,löst sich dann langsamer und er zerreißt nicht.Danach in warnen Wasser damit sich alles rauslöst. Viel Spaß und vielleicht gibt es ja noch Fotos von der Weiterentwicklung.  mit freundlichen Grüßen Jörg

[jcs]

Also: es gibt noch Entwicklungspotential, aber der Status quo liefert durchaus bereits Ordentliches. Ich habe noch drei Bilder angehängt (5x, 10x und 20x, fotografiert mit Vollformat-Nikon und Vergrößerung 2x am Vergrößerungswechsler) meines ersten Färbeversuchs des Querschnitts durch einen Trieb der Blauraute. Gut: wurde hier schon besser gezeigt, aber es ist ja auch mein allererster Färbeversuch, und mit der Bildbearbeitung habe ich jetzt auch keinen besonderen Aufwand getrieben.

Ich habe mit den Morphisto Färbset gefärbt, das ich vor einiger Zeit erworben hatte. Dabei werden zwei ,,Spüllösungen" verwendet, deren Zusammensetzung mir nicht bekannt ist. Als ich einige Schnitte aus Spüllösung 2 mit dem Marderhaarpinsel in ein Schälchen mit Wasser bringen wollte haben diese regelmäßig im Wasser einen richtigen Sprung gemacht - wie elektrostatisch aufgeladen. Hat einer von Euch eine Idee was da passiert?

Das Mikrotom sieht sehr gut aus, eine raffinierte und doch einfache Lösung!

Mit den Spüllösungen des Morphisto-Färbesets bin ich auch nie glücklich geworden. Die Färbelösung ist in Ordnung, den Rest macht man besser, wie schon einige angemerkt haben, mit entsprechenden Alkoholreihen bzw. Isopropanol.

LG
Jürgen

[michael_r]

Das hat jetzt ein wenig gedauert. Aber mein im letzten Beitrag noch vorhandener Optimismus war wohl dem Anfängerglück geschuldet und hat bei meinen Versuchen PEG-Proben zu schneiden einen argen Dämpfer erlitten: Es wurde klar, daß die gezeigte Schneidevorrichtung mit fixer Inklination  erhebliche Schwächen aufweist. Ich habe dann meine Schubladen erfolgreich nach evtl. geeigneten Komponenten für ein Re-Design durchsucht und einen neuen Anlauf unternommen. Folgende Punkte wollte ich verbessern:

Das Messer sollte horizontal durch die Probe laufen und nicht wie bisher vertikal, da die Schnitte so etwas leichter mit dem Pinsel abgegriffen werden können.

Deklination und Inklination sollten veränderbar sein. Für die Einstellung der Inklination habe ich einen Manfrotto Einwegneiger ausgegraben, den ich vor vielen Jahren mal erworben und letztlich nie benutzt hatte.

Der Miniaturschraubstock für die Probenhalterung sollte ersetzt werden durch eine Alternative, bei der die Backen senkrecht - ohne Abstufungen - verlaufen. Diesbzgl. bin ich bei A. fündig geworden.

Der Anpressdruck auf die Schiene sollte möglichst konstant sein.

Die Newport-Linearführung sollte so verbaut werden, daß die Mikrometerschraube die Probe nach oben drückt.

Ja und was dabei herausgekommen ist zeigt die Abbildung. Ich habe die lange 9x9-Schiene und den langen Schlitten vom ersten Versuch wieder ausgegraben und darauf die Messerbefestigung montiert, der Anpressdruck auf die Schiene wurde durch 6 Eisenbarren (Goldbarren waren grad aus) mit einer Masse von je 1.5 kg konstant gehalten. Ich habe der Anordnung noch einen Bügelgriff spendiert und sie mit zwei leicht zu entfernenden Hammermuttern am Rand der Tischplatte befestigt. Ich finde das sehr zweckmäßig, da so nur sehr wenig Tischfläche (Mangelware bei mir) verbraucht wird.

Für weiche Objekte hat das gut geklappt - bei Objekten die einen gewissen Kraftaufwand erfordern war ich aber nicht zufrieden und musste einsehen, daß die Kunststoffgleiter zuviel Verkippung um die Zugachse zulassen. Also doch Rückgriff auf Linearführungen wie sie im CNC-Bereich gebräuchlich sind (weitere Bilder). Ich habe noch ca. 100 € investiert und die 9x9-Schiene samt Kunststoffgleiter ersetzt. Die Linearführungen (HGR20, Länge 400 mm) wurden auf einer 180 x 45 Nutenplatte der Länge 440 mm montiert, und die vier Schlitten unter einer soliden Aluplatte, welche den zuvor schon verwendeten Messerhalter trägt, verschraubt. Mit dem Ergebnis bin ich (zumindest vorerst) zufrieden - anfängliche Bedenken, daß der Manfrotto-Neiger nicht stabil genug sein könnte haben sich aufgelöst, da ich mittlerweile Aststücke mit einem Durchmesser von 7-8 mm mit der Anordnung sauber parallel schneiden konnte - wesentlich größere ,,Fladen" scheinen mir fürs Mikroskop ohnehin zu groß, da selbst mein 5x nur ein Sichtfeld von ca. 5 mm Durchmesser aufweist.

Fazit: Ich denke fürs Erste muß ich mir kein ,,richtiges" Mikrotom kaufen. Für mich war's zunächst primär ein Recyclingprojekt, da ich die meisten Komponenten schon in der Schublade hatte und sie so nutzen konnte. Ich hätte das Ganze wohl eher nicht angefangen, wenn alles Erforderliche hätte beschafft werden müssen. Ich bedanke mich nochmals für all die konstruktiven Kommentare...

Beste Grüße

Michael

[Bob]

Hallo Michael,
danke fürs Zeigen Deines neuesten Entwicklungsstands!
Jetzt müssten alle wünschenswerten Einstellungen vorhanden sein, uns man hat auch guten visuellen Zugang zum laufenden Schnitt. Die Kräfte auf dem Weg von Probe zum Messer laufen aber über viele Bauteile und lange Hebelarme, so dass die Steifigkeit wohl nicht sehr groß sein wird und bei festen Proben an ihre Grenzen komen könnte.
Sehr interessante Ansätze zum Bau eines Mikrotoms basierend auf Linearführungen gab es hier zu sehen:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=32178.0
Neben dem "GSL"-Mikrotom gibt es wohl auch ein größeres "WSL"-Mikrotom mit zwei Führungen. Die Spielfreiheit der Linearführungen kann ich nicht einschätzen, aber sonst ist die Konstruktion schön steif und die Mikrotome vergleichweise kompakt und leichtgewichtig.

Viele Grüße,

Bob

[Nochnmikroskop]

Hallo Michael,

danke für Dein Update, das sieht ja schon mal stabiler aus, als Deine Konstruktion zuvor.

Bob,
das "WSL-Lab-Microtome" ist eine Weiterentwicklung eines Reichert Mikrotoms lt. https://www.researchgate.net/figure/Three-new-types-of-microtomes-developed-for-wood-anatomical-purposes-microtome-type_fig5_253341899 s. Seite 37.
Ich denke das das über alle Zweifel erhaben ist, von der Steifigkeit her.

LG Frank

[Bob]

Hallo Frank,
der Grundaufbau ist sicherlich ausgesprochen steif. Die Kugelführungen sind an sich aber nicht übermäßig steif, weil die Kräfte ja nur über die Berührungspunkte der Kugeln zur Laufbahn übertragen werden. Ob das hier in einem praktisch relevanten Bereich liegt, kann ich nicht sagen. Es gibt die Führungen in unterschidelichen Vorspannungsklassen und Arten der Kugelführung. Für diese Anwendung wäre wohl Vorspannklasse V1 und mit Kugelkette die optimale Ausführung in Sachen Spielfreiheit und gleichmäßigem Lauf. Eine Linearführung ist ja schon das halbe Mikrotom, von daher sicherlcih ein guter Startpunkt.

Viele Grüße,

Bob

[Nochnmikroskop]

Hallo Bob,

was wäre denn besser, oder optimal. ich möchte mir auch ein Mikrotom selber bauen.
Es gibt glaube ich Rollenführungen, wäre das besser?

Bei Auszugschienen arbeiten sich die Hartmetallkugeln langsam aber sicher in die Führung ein, das kenne ich noch von den alten Quadro-Führungen von Hettich. Dann würde sich mit der Zeit, oder bei starkem Gegendruck, das Spiel erweitern und immer ungenauer werden.

Gruß Frank

[michael_r]

Hallo Bob, dank für den Hinweis auf das verlinkte WSL-Mikrotom - sieht ja fast so aus wie mein allererster Ansatz.  Mit den vier Wagen und den großen Abständen ist die Führung mittlerweile aber sehr stabil und sicherlich allen Zugkräften gewachsen, die mein linker Oberarm bereitstellen könnte. Ich hatte zuvor keine Erfahrung mit solchen Schienen und wollte wegen des zuvor beobachteten Kippmoments um die Zugachse hier auf Nummer sicher gehen. Vermutlich hätte es auch gereicht die beiden Führungen auf der 9x9-Schiene zu montieren - aber jetzt ist es so. Der Turm ist mit zwei M12-Schrauben auf der Aluplatte fixiert - da würde selbst Arnold Schwarzenegger nix verbiegen, vorher reisst der Griff ab. Der Galgen ist über eine breite arca swiss Klemme mit zwei Schrauben auf dem 10mm starken aluprofil montiert - da kann ich mir eigentlich auch keine Probleme vorstellen. Auf dem Foto wird gerade mit dem linken Rand der Klinge geschnitten, deshalb ist der Ausleger hier besonders weit draußen. Erst ab dem Neiger, der natürlich von den Hebelkräften her gesehen nicht optimal ist - aber eben vorlag - sehe ich Verbesserungspotential. Für den Messerhalter würde mir die WSL-Konstruktion natürlich auch besser gefallen, auch schon um Klingen von Bastelmessern benutzen zu können. Mein Messerhalter ist unnötig breit für die einzusetzenden Klingen - mit einem anderen Messerhalter könnte ich natürlich bei voller Freiheit bezüglich der Deklination näher an den Schlitten heranrücken. Der Alu-Winkel ist nur 50 mm tief (war aber vorrätig) - wenn ich die Schiene im vergleich zum Turm etwas vorziehen könnte wäre auch mehr Bewegungsfreiheit und der Ausleger könnte kürzer ausfallen. Beim Vortrieb für die Probe liesse sich der Hebelarm natürlich auch noch etwas verkürzen. Allerdings möchte ich die hierfür verwendete Newport-Linearführung auch nicht beliebig großen Kräften aussetzen. Aber gut: Aststücke mit 7-8 mm Durchmesser liessen sich frisch anstandslos schneiden. Falls ich mal eine bessere Lösung für den Messerhalter oder die Inklination finde werde ich das versuchen einzubauen. Und falls ich mal südamerikanisches Eisenholz schneiden will muß ich mir eben ein Grundschlittenmikrotom basteln.

Viele Grüße

Michael

[Bob]

@Frank: Neben Steifigkeit ist ja auch ein geschmeidiger Lauf wichtig, da wären Rollenführungen vermutlich nicht so gut wie die Kugelumlaufführungen. Nennenswert Erfahrung habe ich mit diesen Führungen nicht, und würde keine verlässliche Aussage treffen können, was sich da anbietet. Ich hatte mich aber mal mit dem Gedanken befasst ein Mikrotom zu konstruieren und mich bezüglich der Führungen beraten lassen. Da waren Kugelkette und Vorspannungsklasse V1 als wichtig beschrieben worden. Das ist natürlich nicht die häufigste und billigste Ausführung, die Anwendung im Mikrotom ist aber auch abseits der häufigsten Anwendungen...

@Michael: Wenn Dein Mikrotom sogar Holz gut schneidet, dann ist es sicher steif genug für alle üblichen Anwendungen - klasse!

[michael_r]

@ Frank Vielen Dank für den link zur Veröffentlichung - ist ja ein richtiges kleines Buch aus dem ich bestimmt noch einiges lernen kann.

@ Bob Meine Erfahrungen beschränken sich derzeit auf frisches Holz (Linde, japanischer Ahorn, Blutpflaume) das ja auch eher weich ist - an getrockneten Proben habe ich mich noch nicht versucht. Für echte "Härtefälle" ist meine Bastelei wohl eher nicht tauglich...

[momotaro]

Dear All,

zur Information: Angebot WSL-Lab-microtome vom 08.12.2020.

LG Helmut

[Nochnmikroskop]

Hallo Helmut,
Ist ja nen echter Schnapper!   
Kein Wunder das man sowas selber bauen möchte.

LG Frank

[Werner]

Das sieht zwar toll aus, der Reichert-Nachbau, aber ich glaube das Original ist besser. Alle Teile sind zeitgemäß aus Alublech auf Automaten CNC-gefräst und zusammengeschraubt, das geht recht preiswert.
Gußeisen hat aber eine viel bessere Eigenschwingungsdämpfung als Walzmaterial, auch wenn das geschweißt statt geschraubt ist. Das präziseste Lager ist nach wie vor das klassische Gleitlager, linear oder rund, auch mit etlichen Tonnen Tragfähigkeit für Großmaschinen.
Für allerhöchste Präzision unter 1 µm muß man statt Öl ein Gas als Fluid nehmen, dann ist die Lager-Tragfähigkeit aber geringer. Solche Maschinen werden in der Fabrikation von asphärischer Optik verwendet.

Gleitlager kann man auch selber anfertigen (Astrospiegel ja auch), der Feinabgleich erfolgt durch Schaben. Da gibt es einige Videos auf YT.

Gruß - Werner

[Nochnmikroskop]

Hallo Werner und alle Bastler,
Das Thema Gleitlager hatte ich auch im Sinn. Kann man nicht als Auflagefläche für den Schneidenhalter eine plan geschliffene Granitplatte verwenden? Ggf. ein wenig Silikonspray als Gleitmittel und die Linearführungen links und rechts nur als sekundäre Führung verwenden.
Die Einstellung der Schnitthöhe erfolgt beim roten Mikrotom übrr eine schiefe Ebene und eine Feingewinde, damit holt man nochmals etwas Präzision und feinere Schritte heraus. Da ist schonmal etwas Gehirnschmalz eingeflossen, das kann so bleiben, denke ich.

LG Frank

[Bob]

Als Basis wäre eine Messplatte aus Granit denkbar, die bringen Masse mit und sind eben. Führungen könnte man da draufkleben oder dübeln. Bei der Größe der Gleitfläche und dem Schmiermittel würde ich mich an bekannten Mikrotomen orientieren, z.B. zwei Streifen von 10mm Breite, 70 mm auseinander, als Schmiermittel GLP 68 Gleitbahnöl. Silikonöl wird leicht auf alle anderen Oberflächen verschleppt und verursacht dann massive Probleme, das würde ich auf keinen Fall verwenden. Das Gegenstück könnte man einschaben, dann würde es ganz wunderbar gleiten.