Caméra à prise de vue continue à grande vitesse, lame d'obturation mécanique, mécanique des matériaux en fibre de carbone et centaines de milliers de tests de fatigue de la durée de vie de l'obturateur

1. L’environnement mécanique microscopique violent dans lequel évoluent les volets

Le rideau d’obturation mécanique à plan focal n’est pas un petit morceau de fer ordinaire. C'est le cœur des machines de précision avec l'accélération de mouvement la plus élevée et la charge mécanique la plus terrifiante de toute la caméra :

• Une course extrême à la vie et à la mort en millisecondes :
• Le rideau d'obturation doit couvrir toute la hauteur verticale de 24 mm du capteur plein format en 2,5 ms à 3,0 ms ;
• L'accélération du démarrage du rideau dépasse 1000 G (équivalent à plus de 100 fois la limite de surcharge d'un pilote de chasse !) ;
• L'impact dévastateur du freinage final :
• Lors d'une course jusqu'à la ligne d'arrivée à des dizaines de kilomètres par heure, les pales doivent être violemment arrêtées par l'amortisseur de frein mécanique dans une course inférieure à 0,1 mm ;
• Une énorme contrainte de flexion alternée (Bending Stress) entraînera instantanément des oscillations répétées le long de la feuille de lame.
• Talon d'Achille de fatigue des matériaux métalliques traditionnels :
• Lorsque les alliages de duralumin ordinaires ou les alliages de titane n'ont que 0,05 mm d'épaisseur, le réseau métallique microscopique produira inévitablement des fissures de glissement microscopiques (microfissures de fatigue) après avoir subi 100 000 à 150 000 fois d'impact de flexion sévère et à grande vitesse. Finalement, il se brisera complètement lors d'un certain tir, et la lame de l'obturateur restera coincée sur le trajet de la lumière comme une feuille de légume pourrie.

2. Subversion physique des composites de résine renforcée de fibres de carbone (CFRP)

Les principales lames d'obturation industrielles intègrent entièrement du polymère renforcé de fibres de carbone (CFRP) et de la fibre d'aramide (Kevlar) utilisées à l'origine dans les vaisseaux spatiaux et les voitures de course de F1 :

• Réduction de la dimensionnalité de la résistance spécifique et du module spécifique :
• La densité des lames en fibre de carbone n'est que de 1/4 de celle de l'acier, mais la résistance à la traction et à la flexion est plus de 5 fois supérieure à celle de l'acier à haute résistance ;
• Moment d'inertie ultra-faible :
• Le poids des lames est réduit de plus de 40%, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie cinétique du micromoteur électromagnétique lors de l'entraînement et du freinage du rideau ;
• Permet d'augmenter de force la vitesse de prise de vue en continu de l'obturateur mécanique, passant des 8 ips traditionnels à 14 ips ~ 16 ips de vitesse mécanique pure ;
• Limite de durée de vie en fatigue infinie (Fatigue Endurance Limit) :
• La chaîne polymère en fibre de carbone possède des propriétés d'amortissement et d'absorption des chocs extrêmement fortes sous contrainte alternée, et ne produira pas de fissures de fatigue par dislocation comme le métal à un niveau microscopique, donnant à l'obturateur une garantie rigoureuse de tir continu de niveau industriel de 400 000 à 500 000 fois ;
• Revêtement autolubrifiant et anti-dilatation thermique :
• La surface de la lame est recouverte d'un film lubrifiant sec extrêmement fin de bisulfure de molybdène nanométrique ((\text{MoS}_2)) ou de polytétrafluoroéthylène (PTFE / Téflon). La déformation dimensionnelle est inférieure à 0,001 mm par grand froid (-20°C) et chaleur torride (+50°C), éliminant les frottements et les blocages.

3. Le sort ultime de l'obturateur mécanique à l'ère du sans miroir : adieu la fibre de carbone à l'obturateur global

Avec l’itération plus rapide que la lumière de la technologie des semi-conducteurs, l’obturateur mécanique lui-même inaugure un rappel historique :

• Décision historique du Nikon Z8/Z9 : éliminer complètement l'obturateur mécanique physique !
• S'appuyant sur la vitesse de balayage ultra-rapide du circuit plein pixel de 1/270 seconde du capteur empilé sous-jacent, qui élimine directement tous les rideaux mécaniques et les lames en fibre de carbone ;
• Le concept de durée de vie de l'obturateur est complètement remis à zéro : tant que la puce du capteur n'est pas grillée, l'obturateur électronique peut théoriquement être déclenché des centaines de millions de fois sans usure ;
• Obturateur mondial Sony A9 III :
• Tous les pixels sont sensibles à la lumière et se chargent au même instant de la microseconde, mettant ainsi fin aux séquences d'obturateurs roulants ;
• Conserver l'entretien quotidien pour les modèles à volets mécaniques :
• Sur les modèles encore équipés d'un obturateur mécanique, si la « Fonction protection du rideau de l'obturateur et anti-poussière à l'arrêt » est activée lors de la mise hors tension de l'appareil photo et du changement d'objectif ;
• N'oubliez pas de ne jamais toucher la lame de l'obturateur anti-poussière avec vos doigts ! Les pales fragiles au niveau du micron subiront une déformation et un déraillement permanents tant qu'elles seront soumises à une petite pression verticale du bout des doigts. La réparation et le remplacement nécessitent une révision de l’ensemble de la machine.

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