Tehnologia prelucrarii lentilelor aeriene din sticla optica minerala

TEHNOLOGIA PRELUCRARII LENTILELOR AERIENE DIN STICLA

OPTICA MINERALA

Sticla optica minerala

Sticla este materialul care la racire trece direct din stare lichida in stare solida, fara nici o stare intermediara, cu conditia ca si cele doua faze sa fie in echilibru termodinamic. Se cunosc p_est_e doua sute de sortimente de sticla optica.

Sticla obisnuita se obtine prin topirea unui amestec de nisip, soda si calcar, care dupa racire se transforma intr-un corp omogen, amorf si transparent. Pentru obtinerea sticlelor cu anumite proprietati tehnice, in amestecul de materii prime se mai introduc si alte substante, cum sunt: boraxul, oxizii de plumb, dolomite. coloranti anorganici (oxizi sau sulfuri metalice).

Sticla este o substanta solida subracita, in aceasta stare ea pastreaza caracterul de amestec perfect al starii topite. Aceasta se datoreaza faptului ca racirea sticlei are loc intr-un timp _I-_naj _scur+ decat cel necesar componenti]or sa cristalizeze si sa se separe prin topitura. Deoarece la racirea rapida a masei de sticla se ajunge la temperaturi inferioare temperaturilor de cristalizare a componentilor, se spune ca sticla este subracita.

Dintre varietatile tehnice de sticla, cele mai importante sunt: sticla industriala, sticla optica incolora, sticla optica colorata, sticla care disperseaza lumina, sticla tehnica, sticla organica.

Sticla industriala prezinta o serie de proprietati, cum sunt: transparenta, omogenitate duritate la temperatura obisnuita, fragilitate, conductivitate electrica si termica redusa, stabilitate fata de actiunea apei. a aerului si a altor reactivi chimici. Compozitia chimica a sticlelor se exprima _m oxizi indicandu-se sau procentul gravimetric (in greutate) sau rapoartele lor moleculare. Oxizii se introduc in sticla la fabricarea ei sau se formeaza sub actiunea temperaturii ridicate din materialele folosite la topirea sticlei.

Sticla optica incolora serveste ca material pentru majoritatea pieselor optice ale aparatelor In functie de compozitia lor si de calitatile lor optice exista mai multe tipuri de sticla. Prin denumirea sticlei optice se indica tipul sticlei. Dupa denumire se deosebesc doua grupe principale: sticla tip Crown si sticla tip Flint.

Dupa compozitie sticlele Crown nu contin plumb iar sticlele Flint contin plumb Prin introducerea diferitelor substante in compozitia sticlei, cele doua tipuri prezinta numeroase variante S-au mai obtinut grupe de sticla cu fluor-cron, cron-bor, cron-fosfat etc.

Sticla optica colorai a - la majoritatea aparatelor si instrumentelor optice este necesara si sticla
colorata. Sticla colorata se executa in acelasi mod ca si sticla optica incolora, cu deosebirea ca se
adauga in amestec o substanta care provoaca o anumita colorare. Colorarea sticlelor este o op_erauuns
destul de dificila deoarece acelasi element poate da culori sau nuante de culori diferite. In tabelul de
mai jos sunt indicate cateva substante colorante si efectele lor. Tipurile de sticla colorata sunt
caracterizate prin curbele lor de transparenta, din care se poate deduce care portiuni ale spectrului trec
prin sticla si care sunt retinute.

Sticla care disperseaza lumina are rolul de a abate lumina incidenta din directia ei si de a o imprastia in toate directiile. Sunt doua categorii de sticla care disperseaza lumina: sticla mata si sticla opal. Sticla mata se obtine din sticla clara prin matuirea ei pe una sau pe amandoua fetele. Sticla opal este o sticla cu aspect laptos, obtinuta prin introducerea in masa sticlei a unor agenti de opacizare, ce contin fluor (criolit), staniu sau fosfor (fosfati). Aceste substante se adauga in timpul procesului de topire si determina opalescenta prin separarea unui numar mare de particule incolore din masa de sticla.

Sticla tehnica se poate clasifica in: sticla bruta si sticla de oglinzi.

sticla bruta are suprafata rugoasa. In ea se pot intalni uneori defecte de tipul: incluziuni
filiforme, bule etc. Din aceasta sticla se executa piese optice de mica precizie, cum sunt: lentilele
simple, condensatoarele.

sticla de oglinzi are o compozitie simpla continand Si02, NA2O sau Si02, K2O, CaO. Sticla de
oglinzi polisata se obtine dupa slefuirea si polisarea sticlei brute. Din ea se executa: lentilele
condensatoare, lentilele pentru ochelari etc.

Tipuri si sorturi de sticla optica minerala

Pentru fabricarea pieselor optice necesare aparatelor optico-mecanice, in prezent se folosesc peste 100 de sorturi de sticla optica incolora, care se deosebesc intre ele prin compozitia chimica, proprietati optice, fizico-chimice, mecanice si termice.

Intr-un paragraf anterior s-au amintit sticlele Crown si sticlele Flint. Sticlele Crown nu au in compozitie plumb, contin in schimb mai mult potasiu, au indici de refractie mici (no ⁼ 1,45.1,7) si dispersii medii mari. Sticlele Flint se caracterizeaza printr-un continut ridicat de oxid de plumb (pana la 70%). Au indici de refractie mari (1,57.. ..2) si dispersie medie mica.

Pentru notarea sticlelor din grupa Crown se foloseste simbolul K, iar pentru cele din categoria Flint se foloseste simbolul F. In cadrul fiecarei grupe s-au diferentiat cinci categorii si anume: sticle foarte usoare, sticle usoare, sticle grele, sticle foarte grele. Ele sunt simbolizate asa cum rezulta din tabelul de mai jos :

Fiecarei categorii de sticla ii corespund mai multe sorturi, notate in ordine cu cifre, de exemplu: SK\ 0 - Cron greu sortul 10.

Intre aceste doua grupe principale, Crown si Flint, mai exista o serie de sticle intermediare, numite Crown-Flint si simbolizate FK, ce contin intre 3 15% oxid de plumb, au indici de refractie cuprinsi intre 5 1,55.

In cadrul categoriilor amintite se mai pot deosebi sticlele cu bariu si sticlele cu bor, la care continutul in oxizii respectivi este mai ridicat (peste 30%), de exemplu: Ba LF₄ care reprezinta o sticla usoara de Flint cu bariu, sortul 4.

Sticla colorata - utilizate la confectionarea filtrelor de lumina. Proprietatile optice ale sticlelor colorate sunt in functie de compozitia chimica, tipul si continutul procentual al colorantului utilizat. Nuanta culorii si intensitatea acesteia sunt determinate de natura colorantului, concentratia sa.

compozitia sticlei de baza si, intr-o anumita masura, de regimul de topire si recoacere. Se clasifica in: sticle colorate cu sulfura de cadmiu si seleniu, sticle pe baza de coloranti moleculari dizolvati si coloidali, sticle ultraviolete incolore si sticle mfrarosii incolore.

Proprieiatile sticlelor optice minerale

Domeniul de utilizare al sticlelor optice minerale este determinat de: proprietatile optice, indicii de calitate, stabilitatea chimica, proprietatile fizico-mecanice si termice.

Proprietatile optice ale sticlei sunt: indicele de refractie, dispersia, coeficientul de reflexie. Aceste proprietati sunt constante pentru fiecare tip de sticla, ele fiind inscrise in cataloagele de sticla optica.

Indicele de refractie reprezinta raportul dintre viteza de proare a unei radiatii electromagnetice in vid c si viteza ei v in mediul optic respectiv sau raportul dintre sinusul unghiului de incidenta i si sinusul unghiului de refractie r, cand radiatia este refractata din vid (sau aer) in mediu. Valoarea indicelui de refractie depinde de densitatea mediului optic prin care se proa radiatia si de lungimea de unda a radiatiei /.. Indicele de refractie se masuara si se indica in cataloage cu precizia de a patra sau a cincea zecimala (de exemplu. np = 1,5163; n_F= 1,50355). Pentru sticlele optice indicele de refractie variaza in limitele 45.2, depinzand de compozitia chimica a sticlei si de tratamentul termic aplicat acesteia, fiind o constanta cu valori corespunzatoare fiecarei sticle. Cunoasterea indicelui de refractie ofera posibilitatea determinarii directiei de proare a razei la iesirea din piesa optica, lucru important in proiectarea si pozitionarea pieselor optice in aparate.

Dispersia reprezinta fenomenul de descompunere a luminii albe, la trecerea ei printr-o prisma optica in radiatiile (culorile) componente (l). Fenomenul se produce datorita dependentei indicelui de refractie al sticlei, de lungimea de unda corespunzatoare fiecarei radiatii.

Dispersia produce in aparatele optice aberatia de cromatism, care trebuie inlaturata (corijata).

Puterea de dispersie a sticlelor depinde de compozitia lor chimica si este exprimata prin doua marimi: dispersia medie si coeficientul de dispersie. Dispersia medie reprezinta diferenta dintre indicele de refractie al radiatiei albastre si indicele de refractie al radiatiei rosii, notandu-se cu np - ne-Coeficientul de dispersie (coeficientul lui Abbe) notat cu v se exprima cu relatia v = no / np - ne, unQ^e no np, ne sunt indicii de refractie pentru radiatiile galbene, albastre si rosii. Sticlele optice au dispersia medie intre 18 si 70.

Coeficientul de reflexie Cr reprezinta raportul dintre intensitatea luminii reflectate Ir si intensitatea luminii incidente I₀, exprimat in procente. Pierderile de lumina prin reflexie, la parcurgerea unui singur dioptru, au valori cuprinse intre 4 si 9%. Pentru micsorarea acestor pierderi se fac acoperiri ale suprafetelor active cu straturi transparente antireflectante.

Indicii de calitate sunt reprezentati de urmatoarele proprietati: coeficientul de absorbtie a luminii, omogenitatea optica, lipsa de incluziuni filiforme, continutul de bule, refractia dubla a luminii.

Coeficientul de absorbtie a lumi/in - la trecerea luminii printr-o piesa optica, o parte din intensitatea fasciculului luminos incident este reflectat de suprafete polisate, o parte trece prin piesa (este transmis mai departe) iar o alta parte este absorbita de sticla optica si transformata intr-o alta forma de energie (caldura). Dupa coeficientul de absorbtie al luminii sunt stabilite sapte categorii de calitate, astfel :

Categoria 000 00 0

C_A% 0.6 0,8 1 3,0, C_A = coeficientul de absorbtie.

La alegerea sticlelor optice, din care se executa piesele optice, se urmareste ca aceasta sa aiba un factor de absorbtie cat mai mic, pentru a nu produce scaderea intensitatii fasciculului, ce da claritatea imaginii.

Omogenitatea optica este proprietatea sticlei de a avea aceeasi valoare a indicelui de refractie in toata masa sticlei.

Continutul de bule - bulele sunt incluziuni gazoase de forme si dimensiuni diferite: rotunde, ovale, alungite. Bulele joaca rolul unor lentile suplimentare care refracta si disperseaza razele ce trec prin sticla. Aceasta duce la pierderi de flux luminos, daunand imaginii. Bulele din piesele optice, care nu sunt situate in e unde se formeaza imaginile reale, se vad in ocular sub forma unor pete intunecate, fara contur precis. Daca insa piesele optice ce contin bule sunt situate in e imagine, ele capata contur precis si impiedica observarea. Avandu-se in vedere continutul de bule. sticla optica se clasifica dupa doua criterii si anume:

dupa dimensiunea maxima a bulelor sunt clasificate in 11 categorii;

dupa numarul mediu de bule continut intr-un kilogram de sticla sunt 6 clase.

Incluziunile fliiformc sunt defecte de fabricatie care apar sub forma unor fire singulare, nre intersectate sau sub forma unor e de separatie. Diametrul lor este de ordinul zecimilor de milimetru dar lungimea poate fi de sute de milimetri. Aceste incluziuni duc la variatia indicelui de refractie m masa sticlei. In functie de continutul de incluziuni filiforme, sticla se clasifica in cinci categorii, apreciate in functie de marimea procentuala a suprafetei umbrite la examinarea semifabricatului ae sticla.

Refractia dubla (birefringenta) apare la sticla optica datorita unor actiuni exterioare, cum ar fi: presiuni, incalziri sau raciri neuniforme, campuri electrice si magnetice etc. Fenomenul consta m descompunerea unui fascicul incident pe un astfel de mediu in doua fascicule dintre care unul (fasciculul ordinar) se proa in conformitate cu legile opticii geometrice, iar celalalt (fasciculu. extraordinar) nu respecta aceste legi. Un obiect privit printr-un mediu birefringent apare dublu. Cele doua raze. ordinara si extraordinara, sunt total polarizate in e perpendiculare. Ele se proa cu indici de refractie diferiti si viteza de proare diferite. Birefrigerenta se determina prin diferenta de drum intre raza extraordinara si cea ordinara raportata la un centimetru din sticla. Dupa valoarea birefrigerentei, sticlele optice se impart in sase categorii.

Stabilitatea chimica se caracterizeaza prin capacitatea sticlei de a se opune alteram m urma actiunii apei, a solutiilor de acizi alcalini si saruri, a gazelor din atmosfera si in general fata de reactivi chimici. Stabilitatea chimica a sticlei este una din principalele sale proprietati care determina atat tehnologia de prelucrare cat si calitatile de exploatare a sticlei. Stabilitatea chimica nu depinde numai de natura reactivului, ci este determinata si de compozitia chimica a sticlei. Sticla este atacata diferit de apa, in special de apa calda, chiar si umiditatea aerului este suficienta pentru a produce fenomene de descompunere la anumite tipuri de sticla. Sub influenta bioxidului de carbon din aer se formeaza un invelis albastrui care apoi devine cafeniu. Aceasta se formeaza datorita faptului ca umiditatea dizolva din sticla componentele alcaline si acestea se combina cu carbonul din aer formand soda si potasa. Carbonatii formati acopera suprafata sticlei. La inceput acest invelis poate fi sters, dar pe masura descompunerii el nu mai poate fi inlaturat decat prin prelucrarea suprafetei. De aceea, se recomanda ca de cate ori este necesar, sa se indeparteze orice umiditate de pe sticla. Anumite tipuri de sticla pot ii atacate de acizi si baze. Dintre substantele bazice se mentioneaza in primul rand lesiile potasice si sodice. Ele ataca sticla si o fac opaca. Dintre acizi, cel care ataca cel mai puternic sticla este acidul fiuorhidric. De aceea, el este folosit la gravarea sticlei. Fata de restul acizilor, majoritatea tipurilor de sticla prezinta o rezistenta buna.

Stabilitatea chimica a sticlei se caracterizeaza prin doi indici:

stabilitatea fata de actiunea atmosferei umede;

stabilitatea fata de actiunea solutiilor acide in apa.

Patarea - modificarea compozitiei chimice se mai numeste patarea sau oxidarea sticlei. Sub actiunea apei sau a solutiilor de acizi, sarurile solubile care se formeaza in urma hidrolizei pe sticla de silicati trec in solutie prin suprafata sticlei. Apar astfel pete transparente la lumina, dar care la examinare sub anumit unghi, m lumina refractata, capata culorile curcubeului. Petele sunt rezultatul unor modificari locale ale compozitiei sticlei, pe suprafata sticlei creandu-se portiuni acope^{rite cu un}

strat de suprafata cu alti indici de refractie decat ai sticlei. Petele se pot forma in timpul prelucrarii sticlei, de exemplu la polisare.

Patarea sticlei se observa in lumina reflectata, la examinarea sub anumite unghiuri de incidenta, suprafata avand culorile curcubeului. Acestea pot fi indepartate prin prelucrarea suprafetei polisate. operatie numita improspatare. Ea se aplica pieselor optice inaintea depunerii pe suprafetelor lor a peliculelor reflectante sau antireflectante.

Patarea organica (biologica) se poate produce datorita transpiratiei de pe mana sau a diferitelor depuneri biologice (mucegaiuri) care se dezvolta in decursul exploatarii lentilei (sau pieselor optice') in medii umede, producand efecte asemanatoare cu petele anorganice.

Retinerea de particule din mediul ambiant (pete grase) se manifesta prin acoperirea suprafetelor polisate cu picaturi fine din mediul ambiant (uleiuri, grasime, praf). Acestea se acumuleaza trpetat si produc scaderea transparentei sticlei. Peliculele antireflectante sau reflectante aplicate pe asemena pete grase nu au aderenta. Petele grase se indeparteaza prin stergere cu solutii speciale de sters suprafetele optice (solutii de alcool, eter etc).

In functie de stabilitatea chimica a apei si a solutiilor acide, sticlele optice se impart in cinci clase, notate cu 1 5, iar dupa puterea lor de a retine picaturi grase, in trei clase notate cu A, B, C.

Proprietaile fizico - mecanice mai importante ale sticlei sunt: densitatea, rezistenta, duritatea si fragilitatea.

Densitatea sticlei este situata intre 2,2 si 6,5 g/cm. Ea depinde de compozitia sticlei. In general, sticla Flint este mai grea decat sticla Crown, datorita continutului ei de plumb. Densitatea sticlei Crown este cuprinsa intre 2,2 si 3,8 g/cm', iar a sticlei Flint intre 2,5 si 5,2 g/cm'.

Rezistenta de rupere a sticlei pentru solicitari de intindere este relativ redusa (3,5 - 8,5 N/mm'). Sticla rezista bine la compresiune, rezistenta fiind de 15 20 de ori mai mare decat la intindere (500 2000MPa).

Duritatea este proprietatea sticlei care influenteaza productivitatea prelucraii acesteia. Cu cat sticla este mai dura cu atat ea se prelucreaza mai incet. Duritatea specifica reprezinta raportul dintre volumul de sticla slefuit in conditii standard la un esantion de sticla de anumit tip si volumul de sticla slefuita in conditii similare din esantionul din sticla respectiva. La sticlele optice, valoarea duritati: specifice variaza mtre 0,5 si 1,0.

Fragilitatea sticlelor constituie un neajuns, ce se manifesta prin ruperea sticlelor dupa atingerea limitei de deformare elastica. Rezistenta la socuri este foarte mica. Pericolul este cu atat mai mare cu cat exista muchii ascutite. De aceea se recomanda tesirea (fatetarea) acestora.

2 Tehnologia de prelucrare a sticlei optice minerale

Operatiile principale ale procesului tehnologic

Tehnologia de fabricatie a pieselor optice este determinata de forma si dimensiunile pieselor, de precizia prelucrarii, de tipul semifabricatului si de tipul sticlei. Piesele optice se pot imparti in urmatoarele grupe: lentile, prisme, pene optice si lame pi an-parai ele.

intreprinderile producatoare de sticla optica livreaza intreprinderilor care prelucreaza piese optice, urmatoarele forme de semifabricate : turnate, blocuri, placi, geam tras si semifabricate presate.

Prelucrarea la rece a pieselor optice incepe, in cazul productiei in serie, de la semifabricate presate la cald, iar productia de unicate si de serie mica de la blocuri si placi de sticla optica.

Prelucrarea pornind de la semifabricate presate, are avantajul ca elimina o serie de prelucrari initiale pentru apropierea materiei prime de forma finita a piesei. Din cauza duritatii sticlei, superioare otelurilor calite, prelucrarea se face aproape exclusiv cu materiale abrazive.

Operatiile propriu-zise de prelucrare cu materiale abrazive, a pieselor optice se pot grupa astfel:

pentru obtinerea formei geometrice in limitele de toleranta impuse de documentatie
(slefuirea);

pentru realizarea transparentei suprafetelor active, prin netezirea asperitatilor (polisarea).

Precizia de fabricatie a pieselor optice depinde de scopul pentru care acestea sunt executate In desenele de executie ale lentilelor sunt indicate, in afara de cote si tolerantele respective, tolerante d acuratete, zgarieturile (ca latime, lungime si suprafata totala).

Desenele de executie ale lentilelor prevad de asemenea adaosuri de prelucrare care depind de urmatorii factori: felul prelucrarii (ebosare, dusisare, polisare etc); dimensiunile, tipul si forma pieser calitatea prelucrarii anterioare; tolerantele in care trebuie sa se inscrie prelucrarea.

Sticla avand duritate foarte mare, iar prelucrarea cu abraziv fiind foarte scumpa, este necesar ca adaosurile de prelucrare sa fie minime. Dimensiunile semifabricatelor se calculeaza insumand la dimensiunile piesei finite adaosurile de prelucrare, iar toleranta pentru semifabricat se calculeaza ir plus si reprezinta circa 20 -30% din adaosul de prelucrare. Pentru lentilele fabricate in serie mar s recomanda sa se obtina din presare si razele de curbura.

Operatiile principale ale procesului tehnologic sunt: debitarea, slefuirea bruta (ebosareai slefuirea medie (dusisarea), slefuirea fina, slefuirea foarte fina (polisarea).

Debitarea se realizeaza din: placi de sticla optica, cristal, geam tras sau blocuri de sticla ontica Debitarea sticlei se poate realiza in mai multe moduri, in functie de grosimea placii de sticla. Debitata din placa cuprinde urmatoarele operatii: trasare, crestare si despicare. Pentru debitarea din bloc acest' este taiat cu discuri de diamant sau cu abraziv liber pe masini speciale de tipul ferastraielor circulare

Slefuirea bruta (ebosarea) a sticlei este necesara cand fabricatia incepe de la blocuri de sticl' dupa debitare fiind necesare operatii de prelucrare pentru apropierea de forma finala a pieselor m cazu¹ lentilelor, de exemplu, sunt necesare operatii de slefuire sau frezare la grosime, ^cncornitent obtinerea paralelismului fetelor si operatii de rotunjime marginala, deoarece dupa debitare placiH au santuri pe suprafete, rizuri adanci, inclinatii ale fetelor si forma paralelipipedica. Pentru slefuir^ bucatile de sticla taiate in bloc se chituiesc pe discuri din fonta, iar prelucrarea se face far_a incalzire mare in timpul lucrului. Operatia poate fi executata manual sau mecanic, in functie de marimea lotului de piese, respectiv de gradul de dotare tehnica.

Slefuirea medie (dusisarea) are ca scop realizarea formei geometrice finale a piesei _Cu un adaos minim, pentru prelucrarea ulterioara a fetelor active. Slefuirea poate incepe fie de la semifabricat⁰ presate la cald (la fabricarea in serie), fie de la piese debitate in blocuri sau placi si slefuite brut Granulele abrazivului folosit la slefuirea sticlei, trebuie sa se deplaseze continuu fata de piesa sub actiunea unei anumite forte, pentru ca materialul piesei sa se poata desprinde.

Slefuirea fina este folosita in procesele de tehnologice moderne de prelucrare a pieselor ontice Aceasta metoda confera o productivitate ridicata si o calitate corespunzatoare a suprafetei preW

Slefuirea foarte fina (polisare) are ca scop obtinerea transparentei, deoarece slefuirea exeruiar? in scopul obtinerii formei geometrice a pieselor optice, realizeaza o suprafata rugoasa si netransnarent' Operatia se executa cu piesele grupate in blocuri. Prelucrarea in bloc permite obtinerea unui grad mai inalt de regularitate a suprafetelor si o productivitate mai ridicata prin prelucrarea simultana a mai multor piese, ativ cu prelucrarea bucata cu bucata. Prelucrarea lentilelor singulare se executa numai in cazul in care geometria piesei nu permite blocarea mai multor piese simultan Pentru obtinerea unei calitati corespunzatoare a suprafetei slefuite granulele materialului abraziv trebuie deplaseze continuu in raport cu piesa, sub actiunea unei forte constante de apasare.

Prelucrarea sticlei optice minerale cu abrazivi liberi

Caracteristicile mecanice ale sticlei, duritate mare si rezistenta foarte mica la soc (fragilitate) precum si calitatea ridicata a suprafetelor pieselor optice, au impus o tehnologie specifica acestora care are unele asemanari cu prelucrarea prin lepuire a suprafetelor pieselor metalice. Aceste panicul ari tati au determinat metode specifice de fixare, in vederea prelucrarii pe masini, scule specific^ _masulj_ unelte cu cinematica specifica, precum si metode si mijloace de control de cea mai mare precizie

Din cauza duritatii sticlei, prelucrarea se poate executa numai cu materiale abrazive si pulberi de polisat. Sculele metalice se utilizeaza rar si izolat: role pentru taierea placilor sau ace pentru gravare

Adaosurile pentru prelucrare se indeparteaza cu materiale abrazive, rezultand suprafete mare, inactive. Suprafetele care urmeaza sa devina active (transparente) se prelucreaza in continuare cu oxizi de polisat, pana la obtinerea rugozitaii de 0,012 u.m.

In procesul prelucrarii sticlei optice minerale, materialele abrazive se pot folosi in doua moduri:

sub forma de abrazivi liberi, adica o masa de granule umezite cu apa;

sub forma de abrazivi legati - in aceasta stare se poate utiliza o singura granula montata intr-un corp metalic (cristal de diamant pentru debitare, gaurire, gravare) sau sub forma de scule abrazive (pietre de rectificat etc), cand legarea granulelor abrazive se realizeaza cu lianti care se intaresc. Din ultima grupa fac parte si sculele cu diamant sinterizat. fiind cele mai productive.

Debitarea

Sticla optica, dupa elaborare si tratare, este verificata din punctul de vedere al caracteristicilor optice si anume : indicele de refractie, dispersia medie, coeficientul de absorbtie al luminii, lipsa de incluziuni filiforme. clasa si categoria bulelor, omogenitatea lotului dupa indicele de refractie si birefringenta.

Pentru seriile de fabricatie mici si mijlocii, tehnologia prelucrarin sticlei incepe cu operatiile de debitare. In cazul seriilor mari si a productiilor in masa, tehnologia se bazeaza pe prelucrarea unor semifabricate care exclud debitarea.

In functie de dimensiunile piesei se aleg forma si dimensiunile materialului, acesta putand fi bloc de sticla sau placa.

Debitarea sticlei din placi necesita o succesiune de operatii: trasarea, crestarea si despicarea.

trasarea se executa folosind un creion (cu varful moale) pentru suprafete polisate. Pentru piaci de sticla mata este necesara si o ungere cu petrol a suprafetei, operatii ce ajuta la vizualizarea bulelor dar si la punerea in evidenta a liniilor trasate. Pentru a executa trasarea se folosesc rigle metalice si echere ;

crestarea se executa pe urma lasata la trasare, prin utilizarea unor scule dure: cutite de diamant, role din carburi metalice sau cutite cu carburi metalice. Operatia se poate executa manual pe o masina speciala sau cu ajutorul unui dispozitiv special de taiat rotund ;

despicarea se poate executa cu ciocanul, pe dom sau utilizand o presa, in functie de grosimea placii. Pentru a fi despicata, sticla trebuie sa fie crestata conform trasajului.

Debitarea sticlei in bloc se realizeaza astfel: se traseaza pe blocul de sticla dimensiunile
placilor sau ale semifabricatelor, prevazandu-se si adaosurile necesare pentru debitare, care trebuie sa
tina cont de dimensiunile sculei. Acest tip de debitare se poate executa prin utilizarea metodelor cu
abraziv liber, cu disc metalic cu diamant incastrat si cu diamant sinterizat.

Ebosarea

Operatiile tehnologice de prelucrare a pieselor optice modifica forma, dimensiunile si calitatea suprafetelor. Semifabricatul obtinut prin presare sau debitat din blocuri de sticla, este supus unei succesiuni de operatii, obtinandu-se forma finita a piesei. Primele operatii de prelucrare propriu - zisa sunt slefuirile brute (ebosare), urmate apoi de slefuiri din ce in ce mai fine (dusisare, lepuire) si finalizarea procesului tehnologic, polisarea.

Ebosarea sticlei (slefuirea bruta) este operatia prin care semifabricatul capata forme geometrice apropiate de cele ale piesei finite. Prin aceasta operatie se prelucreaza aproximativ 75 % din adaosul total de prelucrare.

In urma acestei operatii rezulta o rugozitatea destul de mare pe suprafete, lucru datorat necesitatii de a se obtine un randament sporit operatiei, prin folosirea unor regimuri intensive de lucru si a unor abrazivi cu granulatie mare, intr-un cuvant, productivitate.

Introducerea procedeelor moderne de debitare, utilizarea tot mai frecventa a semifabricatelor presate, precum si introducerea mecanizarii operatiilor au condus la eliminarea necesitatii degrosarii prealabile a pieselor, de asemenea consumul de abrazivi de granulatie mare, scazand.

Tehnologia ebosarii lentilelor difera in functie de tipul semifabricatului. De exemplu pentru cazul general al operatiei, respectiv slefuirea bruta pe cale manuala a lentilelor, lentile obtinute din semifabricate tip bloc de sticla, se parcurg urmatoarele operatii : slefuirea - paralela a semifabricatelor, rotunjirea semifabricatelor, prelucrarea razelor de curbura.

Slefuirea - paralela este necesara in vederea aducerii semifabricatelor la aceeasi grosime in vederea prelucrarii lor unitare la raza de curbura.

Rotunjirea semifabricatelor este necesara ca urmare a formei patrate rezultate la debitare. Esie operatia de generare a suprafetelor auxiliare cilindrice ale pieselor optice.

Dusisarea si lepuirea

Operatiile de dusisare si lepuire sunt operatii de slefuire medie, respectiv fina a sticlei optice. Aceste operatii urmeaza dupa ebosare si preced polisarea sticlei. Practic, aceste operatii sunt tot operatii de slefuire, dar care se executa in cazul dusisarii cu abrazivi mai fini, din categoria micropulberilor, obtinandu-se si calitati mai bune din punctual de vedere al rugozitatii suprafetelor.

Prelucrarea de dusisare si lepuire se executa tot in blocuri, lucru ce ii confera productivitate si bineinteles permite obtinerea unor suprafete cu un grad mai inalt de regularitate

Dusisarea se executa de obicei conform principiului de prelucrare cu abraziv liber, pe cand lepuirea se executa cu pastile de diamant de diferite granulatii si concentratii.

Aceasta lepuire se utilizeaza in cazul lentilelor executate in serii mari, unde se poate obtine o productivitate marita, care sa compenseze costul ridicat al pastilelor de diamant.

Dusisarea lentilelor se poate executa manual sau mecanic, in functie de marimea si precizia de executie impusa piesei.

Polisarea

Operatiile descrise pana acum, care inseamna tot atatea etape in procesul de transformare a semifabricatului in piesa optica finita, actioneaza asupra formei si dimensiunilor acestuia, marindu-se treptat gradul de netezime a suprafetei, aceasta ramanand in continuare mata, netransparenta.

Polisarea pieselor optice este operatia prin care suprafetele de lucru devin transparente, obtinandu-se rugozitatea de 0.012 um. Prin aceasta operatie se indeparteaza urmele operatiei de slefuire fina (lepuire), asigurandu-se piesei acuratetea.

Procesul de polisare este rezultatul interactiunii unor factori mecanici si chimici, care se desfasoara intr-un timp mai indelungat decat cel de la operatia de slefuire. Metodele de accelerare a acestui proces sunt : reducerea inaltimii straturilor in relief si uzate de la slefuirea fina prin folosirea dispozitivelor de slefuit din materiale plastice si utilizarea polisarii acide a sticlei, ca metoda mai eficienta.

Materialele utilizate pentru polisarea sticlei sunt oxizii unor elemente (de regula pamanturi rare) sau amestecuri, de asemenea oxizi, cu caracteristici si capacitati de polisare diferite.