W poprzednich artykułach omówiona została technologia obróbki soczewek mineralnych produkowanych w systemie recepturowym. Obecnie przedstawimy proces obróbki soczewek organicznych wykonywanych w systemie recepturowym. Ogólny schemat organizacji produkcji soczewek organicznych jest taki sam jak soczewek mineralnych i składa się z następujących etapów:
- przyjęcie zamówienia do realizacji;
- dobór i przygotowanie półfabrykatu;
- blokowanie półfabrykatów;
- dobór narzędzi;
- frezowanie i zaokrążanie półfabrykatów;
- szlifowanie i polerowanie soczewek;
- mycie soczewek;
- nanoszenie oznaczeń nietrwałych na soczewki progresywne;
- kontrola końcowa soczewek.
Blokowanie półfabrykatów
Blokowanie półfabrykatów jest pierwszym etapem procesu obróbki, w którym występują różnice pomiędzy obróbką soczewek mineralnych i organicznych. Różnica w postępowaniu i parametrach technologicznych procesu blokowania wynika z podatności soczewek organicznych na deformacje termiczne ich powierzchni. W celu zminimalizowania oddziaływania temperatury na blokowany półfabrykat stosuje się stop o niższej temperaturze topnienia w stosunku do stopu stosowanego przy blokowaniu soczewek mineralnych. Zablokowane półfabrykaty przekazywane są na stanowisko frezowania po czasie od 1.5 do 2.0 godz. od momentu zablokowania. Opóźnienie przekazania półfabrykatów do dalszej obróbki ma na celu wyeliminowanie możliwości obróbki półfabrykatów, które posiadają odkształconą termicznie powierzchnię. Dopiero po całkowitym wystygnięciu stopu i półfabrykatu można prowadzić dalszą obróbkę.Przebieg procesu blokowania w zakresie doboru pierścienia i centrowania jest taki sam jak w przypadku soczewek mineralnych.
Dobór narzędzi
Narzędzia do obróbki soczewek organicznych dobierane są na podstawie danych zawartych na Karcie Technologicznej. Narzędzia oprócz cechy odpowiadającej promieniom powierzchni wyrażonej w dioptriach posiadają dodatkową cechę, która odróżnia je od narzędzi dla soczewek mineralnych. Narzędzia do obróbki soczewek mineralnych nie mogą być stosowane do obróbki soczewek organicznych z następujących powodów:
- przy konstruowaniu narzędzi do obróbki soczewek organicznych przyjmowany jest współczynnik załamania światła dla materiału CR-39, tzn. 1.500. Natomiast dla soczewek mineralnych przy konstruowaniu narzędzi przyjmuje się współczynnik 1.525. Oznacza to, że pomimo jednakowego oznaczenia narzędzi promieniami wyrażonymi w dioptriach w rzeczywistości promienie na narzędziach do obróbki soczewek mineralnych są inne niż na narzędziach do obróbki soczewek organicznych. Z tego powodu bardzo ważne jest, aby nie było możliwości popełnienia pomyłki przy doborze narzędzia, gdyż może ona doprowadzić do zniszczenia soczewki w dalszym procesie obróbki;
- w procesie obróbki soczewek organicznych stosowane są jednorazowe nakładki samoprzylepne. Przy konstruowaniu narzędzi do obróbki soczewek organicznych przyjmowane są inne wartości korekt promieni wynikających z grubości nakładki w stosunku do narzędzi do obróbki soczewek mineralnych.
Frezowanie
Podobnie jak w przypadku mineralnych soczewek recepturowych do frezowania soczewek organicznych stosowane są frezarki sterowane numerycznie. Poniżej opisany zostanie proces frezowania przy zastosowaniu frezarki V-95 produkcji niemieckiej firmy LOH (zdjęcie nr 1).
Kinematyka obróbki frezarki V-95 jest inna w stosunku do opisanej w poprzednim artykule frezarki TOROMATIC SL. W przypadku frezarki V-95 zadane wartości promieni oraz grubość soczewki uzyskiwane są przez skoordynowanie ruchu stołu frezarki oraz ruchu pinoli. W opisywanej frezarce frez zamontowany jest bezpośrednio na wrzecionie napędowym i nie zmienia swojego położenia w czasie obróbki. Podczas obróbki stół frezarki wykonuje ruch w poziomie przesuwając obrabianą soczewkę względem frezu, jednocześnie pinola wykonuje ruch w pionie dosuwając soczewkę do frezu oraz wykonuje ruch obrotowy względem własnej osi.
Zdjęcie nr 1 - Frezarka V-95
Zastosowanie opisanej kinematyki obróbki zwiększa dokładność wykonania frezowanych powierzchni, jednocześnie umożliwiając wykonanie dodatkowych operacji w czasie jednego cyklu pracy. Istnieje możliwość zaokrążenia soczewki na określoną średnicę, wykonania fazy (załamania krawędzi), wykonania soczewki o dowolnym kształcie (np. elipsy). Do frezowania soczewek organicznych na frezarce V-95 stosowany jest specjalny frez (zdjęcie nr 2), w którym do korpusu przymocowanych jest 8 szt. pastylek wykonanych ze spieku polikrystalicznego. Zastosowanie przedstawionego frezu umożliwia stosowanie większych prędkości obróbki w stosunku do tradycyjnie stosowanych frezów galwanicznych, otrzymanie lepszej jakości powierzchni po frezowaniu oraz obróbkę nowych materiałów, jak soczewki o podwyższonym współczynniku załamania światła oraz soczewki poliwęglanowe.
Zdjęcie nr 2 - Frez do obróbki soczewek organicznych
Szlifowanie i polerowanie
Do obróbki soczewek organicznych stosowane są takie same maszyny jak dla soczewek mineralnych, tzn. maszyny TORO-X-2SL. W procesie obróbki wykorzystywane są oczywiście inne materiały i parametry obróbki (czas i ciśnienie), jednak kinematyka pracy maszyn oparta na wykonywaniu oscylacyjnych ruchów uchwytu z obrabianą soczewką i uchwytu z narzędziem w prawą i lewą stronę jest taka sama. W procesie szlifowania jako chłodziwo stosowana jest czysta woda bez żadnych dodatków. W procesie polerowania jako poler stosowana jest zawiesina tlenku aluminium, przy czym bardzo ważną rzeczą jest temperatura poleru. Tylko utrzymywanie minimalnej temperatury poleru gwarantuje uzyskanie powierzchni soczewki o założonej jakości. W celu utrzymania niskiej temperatury poleru zbiorniki są podłączone do chłodziarki i stale chłodzone w procesie polerowania. Do szlifowania i polerowania soczewek organicznych stosowane są jednorazowe nakładki samoprzylepne. Nakładka naklejana jest na powierzchnię narzędzia i po wykonaniu jednej powierzchni jest zrywana. W procesie szlifowania i polerowania wykorzystywane są te same narzędzia jednak z naklejonymi innymi nakładkami. Do szlifowania stosowane są nakładki z nasypem ziaren ściernych o ziarnistości 1000÷1200 w zależności od typu obrabianego materiału. Do polerowania stosowane są nakładki ze specjalnej włókniny, zapewniającej odpowiednią chłonność poleru.
Odblokowywanie soczewek
Jak wcześniej podano soczewki organiczne są podatne na deformacje powierzchni wywołane oddziaływaniem termicznym. Dlatego w procesie obróbki soczewek organicznych stosuje się mechaniczne odblokowywanie soczewek. Zablokowane soczewki umieszczane są w odpowiednim cylindrze, gdzie metalowy uchwyt mocujący soczewkę w procesie obróbki znajduje się w wewnętrznej części cylindra, a soczewka opiera się na krawędzi cylindra. Uderzenie cylindra o twarde podłoże powoduje, że uchwyt mocujący wraz ze stopem odrywa się od powierzchni soczewki. Odblokowana soczewka przekazywana jest do mycia, a uchwyty ze stopem umieszczane są w zbiorniku z gorącą wodą, gdzie następuje wytopienie stopu.
Podsumowanie
Powyżej przedstawiono proces obróbki recepturowych soczewek organicznych skupiając się wyłącznie na różnicach, jakie występują pomiędzy procesem obróbki soczewek mineralnych i organicznych. Zamawianie soczewek organicznych, określanie ich konstrukcji, dobór i przygotowanie półfabrykatów są takie same jak w przypadku soczewek mineralnych. Również końcowe operacje procesu obróbki, jak mycie soczewek, kontrola, nanoszenie znaków nietrwałych na soczewki progresywne są jednakowe. Obróbka soczewek organicznych ze względu na miękkość materiału wymaga szczególnej ostrożności, zachowania czystości w całym procesie oraz ścisłego przestrzegania reżimów technologicznych. Zastosowanie nowoczesnych maszyn i technologii oraz dobra organizacja procesu obróbki, łącznie z nadzorowaniem procesu oraz kontrolą jakości na różnych etapach produkcji gwarantują uzyskanie najwyższej jakości soczewek zgodnej z międzynarodowymi standardami.
P. Kasjaniuk