ES2291301T3 - Procedimiento de fabricacion de una superficie de una lente oftalmica e instalacion para la realizacion del procedimiento. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de una superficie de una lente oftálmica, según una prescripción dada, que comprende las etapas siguientes: a) mecanizado de la mencionada superficie por rebaje de material desplazando una herramienta de corte según una trayectoria continua en una capa exterior de superficie a conseguir, para formar surcos, estando dos surcos adyacentes espaciados por un paso constante comprendido entre 0,01 y 3 mm con el fin de obtener una superficie que presente una rugosidad media aritmética Ra comprendida entre aproximadamente 0,1 y 0,7 µm, y b) alisado de la superficie mecanizada desplazando una herramienta de alisado según una trayectoria continua formada por recorridos en una capa exterior de superficie a conseguir, estando dos recorridos adyacentes espaciados por un paso constante comprendido entre 0,2 y 3 mm, para realizar un filtrado pasa-banda de las ondulaciones de esta superficie entre una frecuencia baja correspondiente a la indicada capa exterior de superficie y una frecuencia alta correspondiente a una rugosidad de fondo, con el fin de obtener una superficie alisada que presente una rugosidad media aritmética Ra inferior a 0,1 µm.
Description
Procedimiento de fabricación de una superficie
de una lente oftálmica e instalación para la realización del
procedimiento.
La presente invención se refiere de forma
general a la fabricación de lentes oftálmicas, llamadas más
corrientemente cristales, para montar en una montura de gafas.
Se refiere más particularmente a un
procedimiento de fabricación de una superficie de una lente
oftálmica, según una prescripción dada, así como a una instalación
para la realización de este procedimiento.
La superficie a realizar puede ser esférica,
asférica, tórica, atórica o más generalmente una superficie
compleja tal como una superficie progresiva, sin que se limite no
obstante a este tipo de superficie.
Actualmente, existen máquinas muy sofisticadas
que permiten fabricar una superficie de una lente oftálmica que
presenta una calidad óptica aceptable, en una sola etapa de
mecanizado. Ello implica una velocidad de avance de la herramienta
de mecanizado y un paso de cubrimiento de esta herramienta sobre la
superficie a mecanizar muy bajos, una elevada precisión de
posicionamiento de la herramienta de mecanizado sobre la indicada
superficie y un tiempo de mecanizado muy elevado.
Tales máquinas de alta precisión son
relativamente costosas, y los tiempos de mecanizado empleados son
grandes, lo cual conduce a un coste de realización de las lentes
oftálmicas prohibitivo para una producción industrial.
La presente invención propone un nuevo
procedimiento que permite realizar rápidamente una superficie de
una lente oftálmica, según una prescripción dada, con la ayuda de
máquinas que requieren una precisión menor, obteniendo una
superficie de lente de buena calidad óptica, que cumple además con
exigencias cosméticas.
Más particularmente, según la invención, el
procedimiento comprende las etapas siguientes:
- a)
- mecanizado de la mencionada superficie por rebaje de material desplazando una herramienta de corte según una trayectoria continua en una capa exterior superficial a conseguir, para formar surcos, estando dos surcos adyacentes espaciados por un paso constante comprendido entre 0,01 y 3 mm con el fin de obtener una superficie que presente una rugosidad media aritmética Ra comprendida entre aproximadamente 0,1 y 0,7 \mum, y
- b)
- alisado de la superficie mecanizada desplazando una herramienta de alisado según una trayectoria continua formada por recorridos en una capa exterior superficial a conseguir, estando dos recorridos adyacentes espaciados por un paso constante comprendido entre 0,2 y 3 mm, para realizar un filtrado pasa-banda de las ondulaciones de esta superficie entre una frecuencia baja correspondiente a la indicada capa exterior superficial y una frecuencia alta correspondiente a una rugosidad de fondo, con el fin de obtener una superficie alisada que presente una rugosidad media aritmética Ra inferior a 0,1 \mum.
Preferentemente, según el procedimiento conforme
a la invención, en la etapa b) se obtiene una superficie alisada de
rugosidad Ra comprendida entre 0,05 y 0,07 \mum.
En la etapa a) y en la etapa b), las
trayectorias de la herramienta de corte y de la herramienta de
alisado son ventajosamente espirales.
Según el procedimiento conforme a la invención,
se puede por ejemplo utilizar una lente semiacabada que presenta
una superficie moldeada, adaptándose la otra superficie a la
prescripción del portador.
Se puede igualmente utilizar un elemento cuyas
dos superficies esféricas sean paralelas, las dos superficies se
modificarán entonces según el procedimiento de la invención.
Ventajosamente, a continuación de la etapa b),
el procedimiento conforme a la invención comprende una etapa c) de
aplicación sobre la mencionada superficie alisada de una capa de
barniz para conferir a la superficie un estado superficial
pulido.
Esta última etapa c) sustituye a la operación de
pulido que es una etapa larga y fastidiosa y que necesita una
herramienta específica para cada geometría de superficie.
En la etapa c) del procedimiento según la
invención, el espesor de la capa de barniz depositada sobre la
indicada superficie puede estar comprendido entre aproximadamente
500 Ra y 800 Ra, correspondiendo Ra a la rugosidad superficial
obtenida en la etapa b).
Como mínimo, según la invención, el espesor de
la capa de barniz depositado sobre la indicada superficie se
encuentra comprendido entre aproximadamente 30 Ra y 200 Ra,
correspondiendo Ra a la rugosidad superficial obtenida en la etapa
b).
El barniz depositado en estado líquido sobre la
indicada superficie conforme al procedimiento según la invención,
presenta preferentemente una viscosidad a 25ºC comprendida entre
1000 y 3000 mPas, y un índice de refracción igual al índice de
refracción de la lente oftálmica con una tolerancia de \pm
0,01.
El mecanizado de la etapa a) puede ser realizado
por fresado o por torneado.
En el caso de un mecanizado por torneado se
puede, por ejemplo, utilizar una máquina de tipo de torno vertical
tal como la máquina HSC 100 CNC fabricada por la Sociedad SCHNEIDER.
Una máquina de este tipo se describe en la solicitud de patente EP
0 849 038.
La invención se refiere igualmente a una
instalación para la realización del procedimiento anteriormente
citado según la reivindicación 28.
Preferentemente, la herramienta de alisado de la
máquina alisadora según la invención comprende un soporte rígido y
un órgano de trabajo solidario del soporte, que tiene forma anular y
cuyas dimensiones son pequeñas con relación a las de la superficie
a alisar pero relativamente grandes con relación a los defectos
superficiales a eliminar.
Este órgano de trabajo comprende en
superposición: un núcleo elásticamente deformable de dureza
comprendida entre 30 y 80 grados shore A, una capa superficial
elásticamente deformable, pero cuya elasticidad es inferior a la
del núcleo, y una película abrasiva o un soporte que lleva un
abrasivo que forma la superficie de trabajo de dicho órgano de
trabajo.
La descripción que sigue con respecto a los
dibujos adjuntos, dados a título de ejemplos no limitativos, hará
comprender mejor en qué consiste la invención y cómo puede
realizarse.
En los dibujos adjuntos:
- Las figuras 1 y 2 representan el organigrama
de dos modos de realización del procedimiento según la
invención.
- La figura 3 representa una vista esquemática
en sección longitudinal de una lente oftálmica según la
invención.
- La figura 4a es una vista en sección de
detalle de una parte de la superficie de una lente oftálmica,
obtenida después de la primera etapa del procedimiento según la
invención.
- La figura 4b es una vista en sección de
detalle de una parte de la superficie de una lente oftálmica,
obtenida después de la segunda etapa del procedimiento según la
invención.
- La figura 5 es una vista esquemática en
perspectiva y una proyección en el plano X, Y de la trayectoria de
una herramienta de fresado durante la primera etapa del
procedimiento según la invención.
- La figura 6 es una representación esquemática
parcial de una máquina herramienta de mecanizado de la instalación
según la invención.
- La figura 7 es una representación esquemática
parcial de una máquina herramienta de alisado de la instalación
según la invención.
- La figura 8 es una vista en sección axial de
la herramienta de alisado de la máquina herramienta representada en
la figura 7.
- La figura 9 representa esquemáticamente una
parte de una máquina de depósito de barniz de la instalación según
la invención.
En las figuras 1 y 2 se ha representado el
organigrama de dos modos de realización de un procedimiento de
fabricación de una superficie de una lente oftálmica, según una
prescripción dada.
Preferentemente, según este procedimiento se
utiliza una lente semi-acabada con una superficie
delantera o trasera moldeada, siendo la otra superficie, según el
procedimiento, adaptada a la prescripción óptica requerida. Se
puede también realizar las dos superficies de la lente según el
procedimiento de la invención.
Una lente oftálmica L obtenida según el
procedimiento de fabricación que se describirá ulteriormente se
representa más particularmente en la figura 3.
Aquí, la superficie S_{1} de la lente
oftálmica L, adaptada a la prescripción según el procedimiento de
fabricación descrito, es la superficie posterior cóncava S_{1},
obteniéndose la superficie delantera convexa S_{2} por
moldeo.
El procedimiento de fabricación representado
comprende una primera etapa a) que es una etapa de mecanizado de la
indicada superficie por rebaje de material desplazando una
herramienta de fresado según una trayectoria continua en una capa
exterior de superficie a alcanzar, para formar surcos 2 (ver figura
4a), estando dos surcos 2 adyacentes espaciados por un paso P
constante comprendido entre 0,01 y 3 mm, con el fin de obtener una
superficie que presente una rugosidad media aritmética Ra
comprendida entre aproximadamente 0,1 y 0,7 \mum.
Para determinar la rugosidad media aritmética Ra
de la superficie, se utiliza ventajosamente un medidor de
perfil/rugosidad FTS (Form Talysurf Series) comercializado
particularmente por la Sociedad TAYLOR HOBSON.
Este aparato comprende un cabezal láser (por
ejemplo un cabezal que tiene la referencia
112/2033-308), un palpador (referencia 112/1836)
con una longitud de 70 mm provisto de un cabezal esferocónico con un
radio de
2 mm.
2 mm.
Este aparato mide, en el plano de corte elegido,
un perfil en dos dimensiones. La obtención del perfil, en el
presente caso, se realiza sobre 10 mm, lo cual permite obtener una
curva Z = f (x).
De este perfil se pueden extraer diferentes
características de superficie y particularmente de forma,
ondulación y rugosidad.
Así, para determinar la rugosidad Ra, el perfil
experimenta dos tratamientos diferentes, la contracción de la forma
y un filtrado que corresponde a la contracción de la línea
media.
Las diferentes etapas para determinar un
parámetro Ra de este tipo son por consiguiente las siguientes:
- -
- obtención del perfil Z = f (x),
- -
- contracción de la forma,
- -
- filtrado (contracción de la línea media), y
- -
- determinación del parámetro Ra.
La etapa de obtención del perfil consiste en
desplazar, sobre la superficie de la lente en cuestión, el estilete
del aparato anteriormente citado que registra las actitudes Z de la
superficie en función del desplazamiento X.
Durante la etapa de contracción de la forma, el
perfil obtenido en la etapa precedente es trasladado a una esfera
ideal, es decir una esfera para la cual las diferencias de perfil
con relación a esta esfera son mínimas. El modelo elegido aquí es
LS arco, contracción del mejor arco de círculo.
Esto permite obtener así una curva
representativa de las características del perfil de la superficie
en términos de ondulación y de rugosidad.
La etapa de filtración permite mantener solo los
defectos que corresponden a ciertas longitudes de onda. En este
caso, se busca excluir las ondulaciones, defecto cuyas longitudes de
onda son más elevadas que las longitudes de onda de los defectos
debidos a la rugosidad. El filtro es aquí de tipo Gaussien, el corte
utilizado es de
0,08 mm.
0,08 mm.
A partir de la curva obtenida, la rugosidad
media aritmética Ra se determina según la fórmula siguiente:
Ra =
\frac{1}{N}
\sum\limits^{N}_{n=1}|Z_{n}|
donde Z_{n} es, para cada punto,
la diferencia algebraica Z, con relación a la línea media calculada
para el
filtrado.
Preferentemente, la trayectoria de la
herramienta de fresado durante esta etapa a) es una espiral (ver
figura 5) cuya proyección en el plano horizontal X, Y es una espiral
1 de paso constante.
Durante esta etapa a), es posible elegir un
sentido de rotación de la herramienta de fresado para que opere a
favor del avance o en contra del avance.
Aquí, preferentemente la herramienta de fresado
en la etapa a) presenta un sentido de rotación a favor del
avance.
Además, en la etapa a), la profundidad de paso
de la herramienta de fresado se encuentra comprendida
aproximadamente entre 4 y 0,05 mm y el avance por diente de la
herramienta de fresado está comprendido entre 0,05 y
0,03 mm.
0,03 mm.
El avance por diente corresponde al
desplazamiento sobre la superficie de la lente de la herramienta de
fresado entre el paso de dos dientes sucesivos de esta
herramienta.
\newpage
Preferentemente, como se ha representado en las
figuras 1 y 2, la etapa a) de este procedimiento de fabricación se
subdivide en tres subetapas:
1) una etapa de desbaste que
presenta los parámetros siguientes:
- \quad
- el paso de la trayectoria de la herramienta de fresado es del orden de 3 mm,
- \quad
- la profundidad de paso de la herramienta de fresado es del orden de 4 mm,
- \quad
- el avance por diente de la herramienta de fresado es del orden de 0,05 mm,
2) una etapa de semiacabado que
presenta los parámetros siguientes:
- \quad
- el paso de la trayectoria de la herramienta de fresado es del orden de 2 mm,
- \quad
- la profundidad de paso de la herramienta de fresado es del orden de 0,1 mm,
- \quad
- el avance por diente de la herramienta de fresado es del orden de 0,04 mm, y
3) una etapa de acabado que presenta
los parámetros siguientes:
- \quad
- el paso de la trayectoria de la herramienta de fresado es del orden de 1 mm,
- \quad
- la profundidad de paso de la herramienta de fresado es del orden de 0,05 mm,
- \quad
- el avance por diente de la herramienta de fresado es del orden de 0,03 mm.
\vskip1.000000\baselineskip
Durante la etapa de desbaste, la etapa de
semiacabado y la etapa de acabado, la trayectoria de la herramienta
de fresado deja una espiral, y el sentido de rotación de la
herramienta de fresado se fija como se ha indicado anteriormente,
de forma que opere a favor del avance.
Durante la etapa de desbaste, el rebaje de
material en la superficie a mecanizar se fija por la capacidad
máxima de la herramienta de fresado. Si esta capacidad es inferior
al espesor de material a retirar, es preciso considerar realizar
entonces varios pases. Los rebajes de material en la superficie de
la lente a mecanizar durante la etapa de semiacabado y de acabado,
se fijan en función de los defectos creados sobre la indicada
superficie por la herramienta de fresado durante la etapa de
desbaste precedente.
La etapa a) de mecanizado se realiza con la
ayuda de una máquina herramienta de la cual un esquema de principio
se representa en la figura 6. Esta máquina forma parte de una
instalación para la realización del procedimiento según la
invención. La máquina es del tipo de máquina herramienta con unidad
de control numérico, y comprende un soporte 40 de lente desplazable
en traslación según un eje vertical A, materializándose la
traslación por las flechas Z en la figura 6. Este soporte 40 puede
igualmente ser arrastrado en rotación (materializada por la flecha
R_{1}) alrededor del eje longitudinal del husillo 100 que soporta
el soporte 40. Aquí, el eje longitudinal es un eje vertical.
Además, esta máquina de mecanizado comprende, una herramienta de
fresado 10 que es desplazable en traslación según un eje horizontal
materializado por las flechas X, e inclinable con relación a un eje
vertical, materializándose la inclinación en la figura 6 por las
flechas B. La herramienta de fresado 10 puede ser arrastrado en
rotación alrededor del eje vertical A, materializándose la rotación
en la figura 6 por la flecha R_{2}. Los movimientos de avance del
soporte 40 y de la herramienta de fresado 10, a saber los
movimientos de traslación Z y de rotación R_{1} del soporte 40, y
los movimientos de traslación X y de inclinación B de la
herramienta de fresado, son controlados simultáneamente por la
indicada unidad de control numérico, siendo la rotación R_{2} de
la herramienta de fresado 10 controlada en velocidad por la unidad
de control numérico.
Gracias al control por accionamiento numérico de
la máquina-herramienta de mecanizado, se puede
seguir según el eje Z materializado en la figura 5 el modelo de la
superficie a mecanizar sobre la lente oftálmica (por medio de un
desplazamiento calculado en función de la profundidad de cada pase
de la herramienta de fresado).
Una máquina de este tipo de mecanizado de
control numérico se describe particularmente en la solicitud de
patente europea EP 0 685 298.
Más generalmente, este documento describe un
dispositivo y un procedimiento de fabricación de una superficie de
lente en el cual se elige primeramente el tipo de conformado según
esté especificado un contorno de conformado esférico o asférico.
Después de esto sigue la elección del tipo de geometría, que puede
ser convexo, cóncavo o plano. Los parámetros geométricos
correspondientes tales como el radio de curvatura, el diámetro
externo, el espesor central de la lente, etc., y los parámetros de
conformado de herramienta tales como el diámetro eficaz de la parte
periférica, su diámetro de labio, su ángulo de derivación, su
velocidad de avance y el número de vueltas de la herramienta de
llave son seguidamente introducidos. Con esto, la trayectoria de la
herramienta se calcula en la unidad de control y de ello resulta el
conformado de la lente a lo largo del contorno de conformado. A
continuación de esta fase de trabajo del esmerilado y/o del pulido,
la superficie es explorada, lo cual se utiliza para obtener datos
de corrección, que pueden ser utilizados para una rectificación de
la trayectoria de la herramienta para un conformado ulterior (ver
más particularmente columna 7 líneas 16 a 36) (Trad. línea 25 pág.
8 a línea 4 página 9).
La herramienta de fresado 10 de la máquina
herramienta de mecanizado utilizado en la etapa a), ofrece
diferentes geometrías, esfera, toro, u otro, y está hecha de
diferentes materiales, por ejemplo de diamante policristalino o
carburo.
El radio de la herramienta de fresado debe
adaptarse a las curvaturas de la superficie S_{1} a realizar,
para evitar problemas de interferencia con la indicada superficie o
de profundidad de pase.
En el transcurso de la etapa a) de mecanizado
subdividida en tres subetapas, la herramienta de fresado se lubrica
para evitar su calentamiento. Esta lubricación se realiza
preferentemente con una emulsión que es una mezcla de agua y de
aceite (5% de aceite). Esta lubricación es ventajosamente
direccional y bajo presión para provocar una liberación de las
virutas realizadas durante el mecanizado y una limpieza de la
herramienta de fresado.
Al inicio de la etapa de mecanizado a), la
superficie mecanizada S_{1} representada en el detalle de la
figura 4a, comprende surcos 2 formados por la herramienta de
fresado, estando dos surcos 2 adyacentes separados por un paso P,
que es el paso de la trayectoria de la herramienta de fresado. Estos
surcos 2 regularmente espaciados forman ondulaciones sobre la
superficie mecanizada. La superficie S_{1} mecanizada presenta una
rugosidad (rugosidad media aritmética Ra) generada por la
herramienta de corte, que se encuentra aquí comprendida entre
aproximadamente 0,1 y 0,7 \mum. Además, el paso de la herramienta
de fresado provoca fracturas y daños subsuperficiales F, que
presentan una longitud máxima 1 del orden de 5 \mum.
Según el procedimiento representado, la etapa de
mecanizado a) es seguida de una etapa b) de alisado en el
transcurso de la cual se busca eliminar las ondulaciones producidas
en la superficie S_{1} mecanizada, en reducir las fracturas y en
modificar la rugosidad de esta superficie para obtener una rugosidad
inferior a 0,1 \mum.
La etapa b) de alisado del procedimiento según
la invención consiste en desplazar una herramienta de alisado según
una trayectoria continua formada por recorridos en una capa exterior
de superficie a lograr, estando dos recorridos adyacentes
desplazados por un paso constante comprendido entre 0,2 y 3 mm, para
realizar un filtrado pasa-banda de las ondulaciones
de esta superficie entre una frecuencia baja correspondiente a la
indicada capa exterior de superficie y una frecuencia alta
correspondiente a una rugosidad de fondo.
La trayectoria de la herramienta de alisado en
el transcurso de la etapa b) de alisado es una espiral de paso
constante.
El paso entre dos recorridos adyacentes de la
trayectoria de la herramienta de alisado en la etapa b), se
encuentra ventajosamente comprendido entre 0,40 y 1,25 mm y
preferentemente igual a 0,625 mm.
La superficie S_{1} alisada obtenida en la
etapa b) se representa más particularmente en la figura 4b y
presenta preferentemente una rugosidad comprendida entre 0,05 y 0,07
\mum.
La etapa b) de alisado se realiza con la ayuda
de una máquina de alisado cuyo esquema de principio se representa
en la figura 7.
Esta máquina de alisado es una máquina del tipo
máquina herramienta con unidad de control numérico, que comprende
un soporte 40 de lente desplazable en traslación según el eje
vertical Ym y que puede ser arrastrado en rotación alrededor de un
eje vertical A paralelo, materializándose la rotación por la
referencia Zm en la figura 7. La máquina de alisado comprende
igualmente una herramienta de alisado 10 soportado por un husillo
13 adecuado para permitir el arrastre en rotación de esta
herramienta. La rotación de la herramienta 10 se realiza alrededor
del eje vertical A de arrastre en rotación del soporte, y está
materializada por la referencia Bm en la figura 7. Además, esta
herramienta de alisado 10 es desplazable en traslación según el eje
horizontal Xm y es inclinable con relación al eje vertical
alrededor del cual es arrastrado en rotación, materializándose la
inclinación en la figura 7 por la referencia Cm.
Todo como para la máquina de mecanizado, los
movimientos de avance del soporte y de la herramienta, a saber los
movimientos de traslación y de rotación del soporte 40 y los
movimientos de traslación y de inclinación de la herramienta de
alisado 10, son controlados simultáneamente por la unidad de control
numérico de la máquina de alisado, estando la rotación de la
herramienta de alisado 10 controlada en velocidad por la unidad de
control numérico.
Aquí también, la máquina herramienta de alisado
es del tipo de la descrita en la patente europea No. EP 0685
298.
La velocidad de desplazamiento según los ejes se
determina para obtener una velocidad casi constante del avance de
la herramienta de alisado 10 sobre la superficie a alisar.
La herramienta de alisado 10 de la máquina de
alisado está más particularmente representada en la figura 8.
Esta herramienta de alisado 10 comprende un
soporte rígido 11 y un órgano de trabajo 12 solidario del soporte
11, que es de forma anular y que presenta dimensiones pequeñas con
relación a las de la superficie a alisar pero relativamente grandes
con relación a los defectos a eliminar.
Según un ejemplo de realización, el órgano de
trabajo 12 presenta un diámetro interno D1 comprendido entre 6 y 10
mm, y un diámetro externo D2 comprendido entre 10 y 15 mm,
preferentemente el diámetro interno D1 es del orden de 6 mm y el
diámetro externo D2 es del orden de 10 mm.
El soporte rígido 11 es llevado por el husillo
13 y forma, en hueco, sobre su superficie transversal 14 opuesta al
husillo 13, es decir sobre su superficie libre, un alojamiento
anular 15, en el fondo del cual está suplementado el órgano de
trabajo 12. En efecto, el órgano de trabajo 12 está suplementado
sobre el fondo 16 del alojamiento anular 15 del soporte 11. El
órgano de trabajo 12 sobresale más allá del soporte 11, es decir
más allá de la superficie libre 14 de este último.
Además del fondo 16, el alojamiento anular 15
del soporte rígido 11 está delimitado por dos superficies laterales
17, 18 coaxiales y orientadas sobre el eje de rotación A de la
herramienta y extendiéndose sustancialmente de forma perpendicular
respecto al fondo 16.
En el modo de realización representado en la
figura 8, las superficies laterales 17, 18 del alojamiento anular
15 comprenden, en hueco, una garganta de descarga 19.
Esta garganta de descarga 19 se extiende en la
zona media de las superficies laterales 17, 18, sobre
aproximadamente la mitad de la altura de estas, y, en la forma de
realización representada, su fondo 20 es cilíndrico orientándose
sobre el eje de rotación A de la herramienta de alisado.
Además, en la forma de realización representada
en la figura 8, el órgano de trabajo 12 está así mismo delimitado
por superficies laterales 21, 22 cilíndricas, y cubre la totalidad
del fondo 16 del alojamiento anular 15 del soporte 11.
La sección anular del órgano de trabajo está
centrada sobre el eje de accionamiento en rotación A del husillo 13
de la herramienta de alisado.
En la forma de realización representada en la
figura 8, la herramienta de alisado comprende en superposición tres
partes 12A, 12B y 12C.
La primera parte del órgano de trabajo 12 de la
herramienta de alisado es un núcleo elásticamente deformable
12A.
Este núcleo elásticamente deformable 12A es por
ejemplo un elastómero, su elasticidad es elegida en función de la
capacidad de deformación deseada y de la fuerza de apoyo a sostener
en funcionamiento.
Por ejemplo, la dureza de este núcleo
elásticamente deformable 12A se encuentra comprendida entre 30 y 80
grados shore A y preferentemente comprendida entre 40 y 70 grados
shore A y por ejemplo igual a 40 grados shore A.
Como se ha representado en la figura 8, el
núcleo elásticamente deformable 12A se extiende más allá del
soporte 11, de forma que sobresale de la superficie libre 14 de
éste.
A continuación, el órgano de trabajo 12
comprende una capa elásticamente deformable 12B, pero cuya
elasticidad es inferior a la del núcleo 12A.
Mientras que el núcleo elásticamente deformable
12A tiene a cargo encajar las deformaciones de la superficie óptica
trabajada, permitiendo así una adaptación del conjunto a esta
superficie óptica, la capa de superficie 12B tiene a cargo conferir
al conjunto toda la rigidez necesaria para permitir el alisado
buscado.
Por ejemplo, esta capa de superficie 12B es de
poliuretano.
Luego, el órgano de trabajo lleva una película
abrasiva 12C o un soporte que lleva un abrasivo que forma la
superficie de trabajo 24 de dicho órgano de trabajo.
Esta película abrasiva 12C es por ejemplo
realizada en diamante presentando una granulometría comprendida
entre 1 y 45 \mum y preferentemente entre 1 y 15 \mum por
ejemplo igual a 6 \mum.
Por ejemplo, las tres partes constitutivas del
órgano de trabajo 12, es decir el núcleo elásticamente deformable
12A, la capa de superficie 12B y la película abrasiva 12C, se
solidarizan las unas a las otras por pegado y este órgano de
trabajo 12 se solidariza así mismo por pegado al soporte 11.
El procedimiento de fabricación representado en
las figuras 1 y 2 comprende, ventajosamente, a continuación de la
etapa b) de alisado, una etapa c) de aplicación sobre la indicada
superficie alisada de una capa de barniz V para conferir a la
superficie S_{1} un estado superficial pulido.
Durante esta etapa, se deposita sobre la
indicada superficie alisada un espesor de capa de barniz
comprendido entre 500 Ra y 800 Ra, correspondiendo Ra a la rugosidad
de la superficie obtenida en la etapa b) de alisado.
\newpage
Como mínimo, en la etapa c), el espesor de la
capa de barniz depositado sobre la superficie se encuentra
comprendido entre 30 Ra y 200 Ra, correspondiendo Ra a la rugosidad
de superficie obtenida en la etapa b) del procedimiento.
El barniz depositado en estado líquido sobre la
superficie alisada S_{1} presenta una viscosidad a 25ºC
comprendida entre 1000 y 3000 mPas.
Además, presenta un índice de refracción igual
al índice de refracción del sustrato, es decir de la lente
oftálmica, con una tolerancia de \pm 0,01.
Así, el barniz y la lente constituyen una sola
dioptra.
Se puede utilizar, como barniz, un material del
tipo acrílico o de tipo epoxi.
A título de ejemplo, la composición líquida de
barniz utilizada comprende:
- -
- un monómero de tipo poliacrilato o poli(met)acrilato, y eventualmente un (met)acrilosilano, o
- -
- un monómero de función(es) epoxi o sus mezclas.
Esta composición comprende al menos un monómero
poliacrilato o al menos un monómero de función(es) epoxi. La
misma puede comprender una mezcla de monómeros diacrilato y
triacrilato. El monómero diacrilato comprende entonces
preferentemente un poliéster uretano diacrilato alifático y es
elegido entre el trimetilolpropano etoxiletriacrilato y el
pentaeritritol triacrilato. La relación en peso
diacrilato/triacrilato varía ventajosamente de 50/50 a 40/60. La
composición líquida de barniz utilizada en la etapa c) puede
comprender igualmente una mezcla de un monoacriloxisilano y de un
poliacrilato. El poliacrilato comprende entonces el dipentaeritritol
pentaacrilato. La composición líquida de barniz comprende además de
la sílice coloidal o un oligómero epoxiacrilato y preferentemente
bromado y, eventualmente, un monómero acrilato de índice inferior de
al menos 0,1 con relación al del epoxiacrilato halogenado.
Como muestra más particularmente la figura 9, la
máquina de aplicación de la capa de barniz sobre la superficie
alisada de la lente comprende ventajosamente un soporte 1001 de
lente que puede ser accionado en rotación R alrededor de un eje
vertical X_{2}, y un brazo 1003 que lleva una boquilla 1002 de
distribución a baja presión del barniz líquido, desplazable en
traslación según los ejes X_{1} (horizontal) e Y_{1} (vertical)
con relación al soporte 1001.
El depósito del barniz sobre la superficie puede
ser realizado por esta máquina de tres maneras diferentes.
Se puede prever depositar la cantidad total del
barniz en el centro de la superficie S_{1} de la lente detenida.
La boquilla 1002 se centra entonces sobre el eje de rotación X_{2}
del soporte 1001.
Luego, el extendido del barniz se realiza por
centrifugación, accionando en rotación la lente alrededor del eje
X_{2}.
Esto corresponde al procedimiento representado
en la figura 1.
El extendido del barniz se obtiene por
centrifugación lenta, siendo la rotación de la lente controlada en
aceleración, en velocidad y en tiempo con el fin de mantener un
máximo de barniz.
A título de ejemplo, el extendido puede ser
realizado accionando la lente en rotación a 500 rpm durante un
tiempo de 10 segundos.
Según un segundo modo de realización, llamado
semidinámico, la boquilla se mantiene en posición fija, centrada
sobre el eje X_{2} del soporte 1001, realizándose el depósito
mientras la lente es arrastrada en rotación.
Según un tercer modo de realización representado
más particularmente en la figura 2, el depósito de la capa de
barniz puede ser realizado combinando la rotación de la lente
alrededor del eje X_{2} y el desplazamiento del brazo 1003 del
centro hacia el borde de la lente, o del borde hacia el centro de la
lente por traslación de dicho brazo 1003 según el eje X_{1}.
Esto corresponde a un depósito dinámico del
barniz sobre la lente, que puede mostrarse ventajoso para cubrir
superficies con fuertes componentes tóricas.
A continuación, se procede a la tensión del
barniz sobre la indicada superficie, arrastrando la lente en
rotación a una velocidad igual a aproximadamente 1000 rpm. La
duración de la etapa de tensión del barniz es del orden de 50
segundos.
La boquilla de distribución de barniz es de baja
presión del orden de 0,7. 10^{5} Pa para obtener un depósito de
barniz sin burbujas.
La altura de caída del barniz es parametrable
por desplazamiento del brazo 1003 según el eje Y_{1}, pero
permanece fijo durante el depósito del barniz sobre la lente.
Después de haber depositado la capa de barniz
sobre la lente, ya sea por un depósito estático, semidinámico o
dinámico, según el procedimiento representado en las figuras 1 y 2,
se deja reposar el barniz durante un tiempo comprendido entre 2 y 3
minutos a temperatura ambiente (comprendida entre 25 y 30ºC). El
tiempo de reposo del barniz a temperatura ambiente permite mejorar
la calidad del pulido.
Luego viene la etapa final de polimerización del
barniz que se obtiene aquí ventajosamente por fotopolimerización de
la capa de barniz preferentemente por radiación ultravioleta. Este
modo de polimerización es más rápido que el modo térmico, y puede
realizarse a temperatura ambiente. Es entonces necesario que el
barniz sea fotopolimerizable.
Así, se obtiene, según el procedimiento
descrito, una lente L tal como se ha representado en la figura 3
que comprende una superficie cóncava alisada S_{1} recubierta con
una capa de barniz V que le confiere un estado superficial pulido,
que presenta por ejemplo un espesor de barniz de aproximadamente 40
\mum. Después de la etapa a), la superficie de la lente
presentaba una rugosidad Ra del orden de 0,18 \mum.
Después de la etapa b), la superficie presenta
una rugosidad Ra del orden de 0,06 \mum.
El espesor del barniz depositado corresponde por
consiguiente en este ejemplo a aproximadamente 670 Ra.
En este ejemplo, la lente es de material
termoendurecible, más precisamente de poli(carbonato de
alildietilen glicol), con un índice de refracción del orden de 1,50
y preferentemente igual a 1,502.
Aquí, el índice de refracción de la capa de
barniz es igual a 1,50 y preferentemente igual a 1,502. La
superficie convexa S_{2} de la lente representada en la figura 3
se obtiene directamente por moldeo.
Más generalmente, se puede prever que la lente
presente un índice de refracción inferior o igual a 1,55, y que sea
obtenida por polimerización de una composición a base de bis
[alilcarbonato] de dietilen glicol.
La lente puede presentar igualmente un índice de
refracción superior a 1,55 y un índice de refracción del orden de
1,590 y está constituida entonces por un polímero a base de
policarbonato de bisfenol A.
Claims (28)
-
\global\parskip0.900000\baselineskip
1. Procedimiento de fabricación de una superficie de una lente oftálmica, según una prescripción dada, que comprende las etapas siguientes:- a)
- mecanizado de la mencionada superficie por rebaje de material desplazando una herramienta de corte según una trayectoria continua en una capa exterior de superficie a conseguir, para formar surcos, estando dos surcos adyacentes espaciados por un paso constante comprendido entre 0,01 y 3 mm con el fin de obtener una superficie que presente una rugosidad media aritmética Ra comprendida entre aproximadamente 0,1 y 0,7 \mum, y
- b)
- alisado de la superficie mecanizada desplazando una herramienta de alisado según una trayectoria continua formada por recorridos en una capa exterior de superficie a conseguir, estando dos recorridos adyacentes espaciados por un paso constante comprendido entre 0,2 y 3 mm, para realizar un filtrado pasa-banda de las ondulaciones de esta superficie entre una frecuencia baja correspondiente a la indicada capa exterior de superficie y una frecuencia alta correspondiente a una rugosidad de fondo, con el fin de obtener una superficie alisada que presente una rugosidad media aritmética Ra inferior a 0,1 \mum.
- 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa b) se obtiene una superficie alisada de rugosidad Ra comprendida entre 0,05 y 0,07 \mum.
- 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el paso entre dos recorridos adyacentes de la trayectoria de la herramienta de alisado en la etapa b) se encuentra comprendido entre 0,40 y 1,25 mm.
- 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el paso entre dos recorridos adyacentes de la trayectoria de la herramienta de alisado en la etapa b) es igual a 0,625 mm.
- 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en la etapa b) la trayectoria de la herramienta de alisado es una espiral.
- 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en la etapa a) la trayectoria de la herramienta de corte es una espiral.
- 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en la etapa a) la herramienta de corte es una herramienta de fresado.
- 8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque en la etapa a) la herramienta de fresado presenta un sentido de rotación a favor del avance.
- 9. Procedimiento según la reivindicación 7 ú 8, caracterizado porque en la etapa a) la profundidad de paso de la herramienta de fresado se encuentra comprendida aproximadamente entre 4 y 0,05 mm.
- 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el avance por diente de la herramienta de fresado está comprendido entre 0,05 y 0,03 mm.
- 11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque la etapa a) se subdivide en tres subetapas:1) una etapa de desbaste que presenta los parámetros siguientes:
- \quad
- el paso de la trayectoria de la herramienta de fresado es del orden de 3 mm,
- \quad
- la profundidad de paso de la herramienta de fresado es del orden de 4 mm,
- \quad
- el avance por diente de la herramienta de fresado es del orden de 0,05 mm;
2) una etapa de semiacabado que presenta los parámetros siguientes:- \quad
- el paso de la trayectoria de la herramienta de fresado es del orden de 2 mm,
- \quad
- la profundidad de paso de la herramienta de fresado es del orden de 0,1 mm,
- \quad
- el avance por diente de la herramienta de fresado es del orden de 0,04 mm; y
3) una etapa de acabado que presenta los parámetros siguientes:- \quad
- el paso de la trayectoria de la herramienta de fresado es del orden de 1 mm,
- \quad
- la profundidad de paso de la herramienta de fresado es del orden de 0,05 mm,
- \quad
- el avance por diente de la herramienta de fresado es del orden de 0,03 mm.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque a continuación de la etapa b), comprende una etapa c) de aplicación sobre la indicada superficie alisada de una capa de barniz para conferir a la indicada superficie un estado superficial pulido.
- 13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque en la etapa c) el espesor de la capa de barniz depositado sobre la mencionada superficie se encuentra comprendido como mínimo entre aproximadamente 30 Ra y 200 Ra, correspondiendo Ra a la rugosidad de superficie obtenida en la etapa b).
- 14. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque en la etapa c) el espesor de la capa de barniz depositada sobre la mencionada superficie está comprendido entre aproximadamente 500 Ra y 800 Ra, correspondiendo Ra a la rugosidad de superficial obtenida en la etapa b).
- 15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque el barniz depositado en estado líquido sobre la indicada superficie presenta una viscosidad a 25ºC comprendida entre 1000 y 3000 mPas.
- 16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque el barniz depositado en la etapa c) sobre la superficie alisada presenta un índice de refracción igual al índice de refracción de la lente oftálmica con una tolerancia de \pm 0,01.
- 17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque en la etapa c) la composición líquida de barniz utilizada comprende:
- -
- un monómero de tipo poliacrilato o poli(met)acrilato, y eventualmente un (met)acriloxisilano, o
- -
- un monómero de función(es) epoxi o sus mezclas.
- 18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado porque en la etapa c) la composición líquida de barniz comprende al menos un monómero poliacrilato o al menos un monómero de función(es) epoxi.
- 19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado porque la composición líquida de barniz comprende una mezcla de monómeros diacrilato y triacrilato.
- 20. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado porque, el monómero diacrilato comprende un poliéster uretano diacrilato alifático.
- 21. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado porque el monómero triacrilato es elegido entre el trimetilolpropano etoxiletriacrilato y el pentaeritritol triacrilato.
- 22. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado porque la relación en peso diacrilato/triacrilato varía de 50/50 a 40/60.
- 23. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizado porque la composición líquida de barniz utilizada en la etapa c) comprende una mezcla de un monoacriloxisilano y de un poliacrilato.
- 24. Procedimiento según la reivindicación 23, caracterizado porque el poliacrilato comprende el dipentaeritritol pentaacrilato.
- 25. Procedimiento según la reivindicación 23, caracterizado porque la composición líquida de barniz comprende además sílice coloidal.
- 26. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado porque la composición líquida de barniz comprende un oligómero epoxiacrilato halogenado y preferentemente bromado.
- 27. Procedimiento según la reivindicación 26, caracterizado porque la composición líquida de barniz comprende además un monómero acrilato de índice inferior de al menos 0,1 con relación al del epoxiacrilato halogenado.
- 28. Instalación para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 27, caracterizado porque comprende una máquina de mecanizado del tipo de máquina-herramienta con unidad de control numérico, que comprende un soporte (40) de lente desplazable en traslación según un eje vertical (Z, Ym) y que puede ser accionado en rotación alrededor de un eje vertical (A), una herramienta de fresado (10) desplazable en traslación según un eje horizontal, inclinable con relación a un eje vertical y accionado en rotación alrededor de un eje vertical, y una herramienta de alisado (10) desplazable en traslación según un eje horizontal (Xm), inclinable con relación a un eje vertical (A) y accionado en rotación alrededor de un eje vertical (A), estando la indicada unidad de control numérico configurada para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 27 de forma que los movimientos de avance del soporte (40) y de cada uno de los herramientaes de fresado y de alisado (10), a saber los movimientos de traslación (Z, Ym) y de rotación (R_{1}, Zm) del soporte (40) y los movimientos de traslación (X; Xm) y de inclinación (B; Cm) de cada uno de los herramientaes de fresado y de alisado (10), son controlados simultáneamente, siendo la rotación (R_{2}) de la herramienta de fresado (10) y la rotación (Bm) de la herramienta de alisado (10) controladas en velocidad por la unidad de control numérico, comprendiendo la instalación una máquina de aplicación de una capa de barniz sobre la superficie alisada de la lente, que comprende un soporte (1001) de lente que puede ser accionado en rotación, y un brazo (1003) que lleva una boquilla de distribución (1002) a baja presión del barniz líquido, desplazable en traslación vertical y horizontalmente con relación al soporte.
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