Tehnologia de prelucrare a lentilelor de contact

TEHNOLOGIA DE PRELUCRARE A LENTILELOR DE

CONTACT

Procedeele de fabricare utilizate pentru obtinerea lentilelor de contact, se clasifica in trei grupe, astfel:

Procedee care folosesc proprietatile termoplastice ale materialelor:

procedee, care pentru obtinerea piesei presupun un mulaj, peste care se preseaza sau se sufla folia de material;

procedeul de injectie intr-o matrita a materialului adus in stare lichida;

prin deformare la cald.

Procedee ce se bazeaza pe polimerizarea directa intr-o forma a monomerului si a initiatorului
de polimerizare:

sub actiunea unor radiatii ultraviolete;

sub actiunea radiatiilor infrarosii.

Prelucrare prin abraziune si strunjire.

1 Pregatirea materialului

Materialele naturale, percum monomerii, initiatori si inhitori, care sunt implicate in fabricarea maselor plastice, trebuie sa fie pure si de cea mai buna calitate, astfel incat lentila finala sa fie stabila, sa aiba un indice de refractie uniform, omogena si reductibila.

Toate acestea au fost posibile la materialele hidrofile, pana cand s-au confirmat mici variatii chimice in procesul de absorbtie a apei, activand alte proprietati fizice care pot determina aderenta pe suprafata hidrofila a impuritatilor, mai usor decat pe o suprafata dura (lentila hidrofoba).

Pentru a asigura puritatea materialului, multe din materialele naturale trebuie purificate, o data sau de mai multe ori, la temperaturi stricte si cu o presiune controlata. Multi din monomerii existenti pe piata, folositi in general pentru productia maselor plastice, au inhibitori pentru a preveni ruperea monomerului anterior in procesul de prelucrare. Ca inhibitori, si in unele cazuri ca aditivi, nu pun probleme multor produse din mase plastice, dar nu sunt tolerati in lentilele de contact si trebuie indepartati.

Dupa distilare, este adesea necesara congelarea materialului si prevenirea expunerii prelungite la lumina, inainte de utilizare. Caldura si lumina pot cauza ruperea unor componente rezultate in material, care, in continuare, afecteaza polimerizarea si in fmal calitatea produsului.

Materialele naturale sunt testate din punctul de vedere al continutului de impurittai, folosind tehnici cum ar fi spectroscopia in infrarosu sau ultraviolet, tehnica straturilor subtiri, cromatografia in lichid sau gaz, turbidimetria, vascozimetria, spectroscopia in rezonanta magnetica si nucleara, analiza indicelui de refractie, analiza constantelor electrice etc.

Odata purificat materialul si testata polimerizarea, acesta poate fi copolimerizat.

O proportie corecta a pricipalilor monomeri, initiatori, inhibitori, coloranti sau aditivi, trebuie stabilita pentru polimerizare. Polimerizarea este de obicei facuta la o anumita temperatura, dependenta de material si se produce in conditii speciale de presiune (vid intr-o anumita proportie) si intr-un anumit interval de timp.

Chiar si in conditii speciale, unii monomeri nu vor fi inclusi in polimer.

Monomerul care nu a intrat in reactie si are molecule nedorite, ce pot fi determinate, trebuie indepartate prin extractie. Daca unele materiale raman in masa plastica, ele pot aluneca in ochi si cauzeaza disconfort vizual sau alte neplaceri.

Masa plastica finala formata trebuie testata, utilizand procedeele prezentate mai sus.

Materialul poate fi polimerizat intr-o varietate de forme, depinzand de polimer si de procedeu! de fabricatie al lentilei.

Pot fi bare, placi si butoane, daca prelucrarea se face prin procedeul de strunjire. Astfel de piese din mase plastice, pot avea tensiuni care pot cauza distrugerea lentilei in timpul prelucrarii.

Pentru a elimina aceste tensiuni, materialul trebuie mentinut la temperaturi de 55C 58C, timp de 24 72 de ore si apoi racit.

Materialul poate fi de asemenea polimerizat intr-o forma de turnare, forma care permite ulterior, prelucrarea prin strunjire.

Unele materiale, in special siliconul, trebuie format prin procedeul de vulcanizare.

2 Prelucrarea prin turnare in forma

Fabricarea lentilelor sclerale este cel mai bun exemplu de procedeu ce foloseste proprietatile termoplastice ale materialelor. Forma de turnare este de fapt un mulaj al suprafetei anterioare a ochiului. Odata luat mulajul ochiului este bine sa fie facuta o copie pentru ca ar putea sa se deterioreze in timpul fabricatiei. Forma trebuie lubrifiata cu o solutie solubila in apa, de tipul celei folosite in tehnica dentara la copierea mulajelor dentare. Dupa aceasta este aplicat un strat de clei, de-a lungul modelului si amestecat cu praf dentar. Eventualele bule sau gaz pot fi eliminate cu ajutorul unui vibrator. Nu trebuie adaugata prea multa apa in ipsos, pentru ca ii face sa se sparga usor. Odata ce ipsosul s-a intarit suficient sa poata fi manevrat usor, cleiul poate fi indepartat si negativul separat de model. Modelul de lasa 24 de ore. inaintea obtinerii unui alt pozitiv. Modelul este etichetat cu numele persoanei purtatoare de lentile de contact, marcat temporal si nazal.

O alta metoda de a copia modelul ochiului, este de a utiliza materialele siliconice folosite in tehnologia fabricarii dintilor. Amestecul format este pus intr-un recipient de G> = 70 mm si adanc de 20 mm. Modelul ochiului este presat in amestec, pana cand este imersat complet. Folosind modelul, se pot presa lentilele de contact sau modela, la temparaturi si presiuni controlate. Dupa ce lentila a fost formata, apoi zona corneeana si limbala a fost determinata prin marcare (prin centrare cu spot luminos), se lasa 1 2 mm in jurul limbului cu o sageata de 0.2 mm sau chiar mai mica.

Operatia de prelucrare este de regula facuta cu scula diamantata de tipul unei benzi sau cu o banda abraziva.

Centrul optic corespunde cu varful corneei si care trebuie marcat pe lentila, cu acest punct determinandu-se grosimea.

Modelarea lentilelor corneene este de asemenea un exemplu elocvent.

Procedeul de prelucrare presupune plasarea unui amestect monomeric intr-o forma si polimerizat in aceasta. Modelarea lentilei se poate face dintr-un polimer sub forma de pudra, prin injectie sau prin presarea unei folii de polimer intr-o forma. Toate aceste etape, presupun scule foane scumpe, fabricate din sticla optica sau metal. Datorita diversitatii de forme si puteri dioptrice, un set complet de forme pentru toate posibilitatile, reprezinta doar cateva motive pentru utilizarea rara a acestei tehnici.

Pentru obtinerea lentilei este necesara polimerizarea monomerului in forma de modelare. Datorita faptului ca volumul se schimba prin polimerizare. razele de curbura ale lentilei nu vor ramane aceleasi in forma si nu pot fi controlate.

La prelucrarea unei lentile dintr-o pudra polimerica. esentiala este temperatura procesului, care detennina topirea grauntelor si formarea unei mase solide.

Formarea lentilei determina aparitia unor tensiuni. Acestea depind de legaturile dintre particule si sunt oricum mai reduse decat la formarea lentilei dintr-o masa polimerica continua.

Materialul rezulta cu o usoara anizotropie.

Prin injectie, polimerul de modelat este incalzit la o temperatura ridicata, pana ce devine fluid. Polimerul este ulterior injectat intr-o forma si lasat sa se solidifice. Trebuie racit lent. pentru a preveni tensiunile interne. Gradientul de temperatura, intre forma si lentila, poate determina defecte de suprafata si diferente de raza.

Obtinerea lentilei prin presare dintr-o folie de polimer, poate cauza anumite probleme in cazul lentilelor subtiri. Temperatura si fortele de presare produc tensiuni anizotropice, evidentiate in plastic cu ajutorul unor ecrane polarizante.

In timpul utilizarii, asemenea lentile au tendinta de a 'lucra' modificandu-si forma.

Datorita acestui proces, periferia si marginile trebuie polisate individual, dupa polisarea suprafetelor optice.

3 Tehnologia de prelucrare 'spin - cast'

Lentilele de contact pot fi prelucrate prin centrifugarea unei cantitati de polimer lichid intr-o forma concava de prelucrare.

Orice polimer termoplast, flexibil sau rigid, poate fi prelucrat prin acest procedeu, dar principala aplicatie a acestuia este de obtinere a lentilelor hidrofile.

Amestecul de polimerizare al materialului hidrofil, poate fi fara solventi sau agenti de inmuiere si in acest caz lentila formata este deshidratata. Aceste lentile pot fi modificate prin procedee standard. Prin hidratare parametrii se schimba in corelatie cu indicele de absorbtie al apei.

Amestecul poate contine solventi precum apa, etilen, glicol sau glicerina care sunt partial sau nu, hidratati in timpul polimerizarii. Solventii sunt extrasi si inlocuiti cu solutie salina.

Forma lentilei centrifugate depinde de mai multi factori si anume: forma suprafetei concave a dispozitivului, viteza de rotatie, presiunile pe suprafata, densitatea si volumul amestecului, coeficientul de modificare al volumului in urma polimerizarii, cantitatea de solvent utilizata, coeficientul de expansiune si altele.

Cu atat de multe variabile este foarte dificil de a calcula si anticipa forma suprafetei posterioare. Cu certitudine aceasta procedura determina defecte in lentila. De exemplu, daca nu exista suficient material in forma, varful lentilei (raza de rotunjire) nu va fi realizat corect. Orice particula de praf sau alti agenti de contaminare existenti in forma sau in vidul creat, se va regasi in lentila sau pe suprafata acesteia.

Daca exista diferenta de temperatura intre amestec si forma in timpul polimerizarii, pot aparea tensiuni in material.

Lentilele prismatice se pot obtine prin deplasarea formei fata de axul de rotatie.

Procedeul de prelucrare prin centrifugare produce o lentila unica, avand o serie de caracteristici ce se deosebesc de lentila strunjita. Combinatia de suprafete este sferica - asferica. Suprafata asferica posterioara este caracterizata de o variatie continua a razei de curbura. Razele de curbura devin tot mai mari spre periferia lentilei. Geometria ei este similara topografiei naturale a corneei umane.

Grosimea la centru redusa, permite o permeabiliate excelenta pentru oxigen si performante fiziologice optime. Au marginile subtiri, aspect ce creste comfortul, iar suprafetele optice sunt netede.

Procedeul spin - cast (sau procedeul centrifugarii) produce lentile cu o reproductibilitate crescuta si o acuratete a parametrilor inegalabile.

Dezavantajele lentilelor obtinute prin acest procedeu sunt: datorita design - ului asferic aceste lentile pot avea o usoara descentrare fata de centrul optic al corneei. In cele mai multe ca^zuri-performanta vizuala nu se realizeaza. De asemenea, pot avea o mica miscare la clipit, decat alte tipuri de lentile mai rigide, obtinute prin taiere. Un alt dezavantaj este acela al manevrabilitatii scazute p^entru lentilele negative foarte subtiri la centru.

Experienta cu lentile centrifugate arata, ca datorita grosimii la centru foarte red^^{se S!} flexibilitatii, erorile rezultate din metoda de alegere a lentilei, bazata pe raza de curbura posterioa^ra' ^au efect redus asupra peformantelor de lucru.

4 Prelucrea prin strunjire si abraziune

Este cel mai folosit procedeu de prelucrare al lentilelor rigide si pentru lentilele hidrot'^{e ae} calitate superioara.

Furnizorul de material pentru acest tip de prelucrare, livreaza material sub forma de p^astlJe (buton) cu diametre cuprinse intre 13,5 15 mm si o grosime variabila intre 4 8 mm.

Pentru a fi prelucrat mecanic materialul trebuie uscat, in incinte speciale cu silicagel, ti^P ^Qt aproximativ 3 zile. Cele mai importante faze ale prelucrarii prin strunjire sunt:

a) strunjirea si polisarea suprafetei posterioare a lentilelor de contact - semifabricat'' ^
buton de plastic, este fixat intr-un dispozitiv de prindere, pe un strung special, prevazut cu un disp^ozim
de generare a razelor, ce are la randul sau o scula diamantata. Avansul de prelucrare si raza de curbura
este reglata cu ajutorul unor dispozitive micrometrice. Unele laboratoare de prelucrare, genereaza
suprafata concava pe strung si apoi transfera slefuirea butonului de plastic pe masini automate ^care
prelucreaza 2 sau 3 lentile simultan. Studiile au aratat ca in timpul fixarii butonului in dispozitia ^de
prindere, apar tensiuni deosebite in material, iar dupa eliberarea strangerii, se produce distra⁶¹'⁶²
lentilei. Pentru a elimina aceasta problema, unii producatori aseaza butonul pe un platou de smoal^a-

In final lentila se controleaza din punct de vedere calitativ si dimensional.

In functie de eventualele comenzi de lentile, se creaza un stoc de butoane cu diverse aze (suprafete posterioare). Pentru a realiza o lentila de contact, se alege cel mai apropiat buton, in functie de baza necesara obtinerii puterii finale.

Prelucrarea poate fi orientata pe doua cai. In ambele variante, raza intermediara si cea pen^lenca sunt generate si polisate inainte ca suprafata anterioara sa fie prelucrata. In prima varianta, prel^^crarea pe strung a suprafetei periferice se face cu o scula diamantata. Aceasta tehnica este avatft^aJ^oasa deoarece butonul este stabil si nu flambeaza. Acest aspect influenteaza precizia de prelue^fare a periferiei. In varianta a doua. suprafata periferica este generata pe butonul initial de slefuire, cu abrazivi speciali.

Prin procedurile descrise anterior se pot obtine suprafete conice, eliptice, parabol^lCe- ^u suprafata conica poate fi generata prin strunjire de precizie sau prin slefuire cu con abraziv, cu un unghi apropiat suprafetei conice. Generarea suprafetelor parabolice si eliptice necesita un strung cu co'(^nanaa program.

b)  strunjirea suprafetei anterioare - se pot genera suprafete monocurbe, plus lenticular, ta^nent periferic. Unii producatori realizeaza si poliseaza suprafata posterioara si imediat suprafata anterioara. Curbele periferice sunt ulterior prelucrate. Aceasta procedura are unele deficiente ce duc la ap^antia erorilor de prelucrare.

c)      obtinerea suprafetelor torice - poate fi realizata in doua moduri. Cea mai simpla e$^{te cea} prin fixarea unui buton foarte subtire int-o suprafata torica, plasata intr-un strung, generand si pohsand o suprafata sferica. Cand fixarea suprafetei este realizata, suprafata lentilei devine torica. A^ceasta tehnica este avantajoasa, pentru ca suprafata este usor de polisat. O alta tehnica utilizata, eS^{te cea} similara lentilelor de ochelari si permite obtinerea unor suprafete cu o calitate optica deosebita.

In cazul fabricarii balastului pe lentila, butonul este astfel fixat, incat suprafata anterioara sa fie inclinata la o valoare axiala, egala cu echivalentul prismatic al balastului dorit. Generarea suprafetei anterioare este realizata prin procedeele descrise anterior.

d) diametrul si forma - dupa prelucrarea lentilei, se trece la obtinerea formei, diametrului si polisarea conturului. Uneori aceste lentile sunt realizate pe comanda.

Avantajele lentilelor taitate sunt: centrare si miscare mai buna a lentilei, se manevreaza mult mai bine, permit realizarea unor geometrii a suprafetelor complicate, sunt la fel de comfortabile ca s: lentilele centrifugate.

Dezavantaje importante sunt reproductibilitatea scazuta, imperfectiunile de strunjire corelate cu un comfort mai redus la purtare etc.

5 Particularitatile procedeelor de fabricare specifice lentilelor de contact

Prelucrarea lentilelor prismatice

O prisma poate fi generata pe o lentila de contact, prin prelucrarea obisnuita a suprafetei posterioare a lentilei si apoi taierea si polisarea suprafetei frontale, dupa o directie care face un unghi cu suprafata anterioara.

Prelucrarea lentilei bifocale

O lentile bifocala concentrica, cu o raza centrala si una periferica, este prelucrata in acelasi mod ca o lentila sferica obisnuita.

Una din raze, adica una dintre cele doua care permit obtinerea puterii dioptrice pentru vederea in ul apropiat sau pentru vederea in ul indepartat, depinzand de forma dorita a segmentului, este generata prima data, pe toata suprafata si apoi este generata cea de a doua suprafata.

Lentilele bifocale fuzionate (.32): pe suprafata frontala, in interiorul lentilei de baza, pe suprafata posteri oara.

In .33 este prezentata o lentila bifocala concentrica, iar in .34 este prezentata o lentila bifocala cu liziera.

In cazul lentilelor bifocale fuzionate, segmentul cu indice de refractie mai mare poate fi stirenul. polistirenul sau alt polimer. Acesta este fuzionat pe lentila de baza. Initial se prelucreaza o zona pe suprafata posterioara sau pe suprafata anterioara. Polimerul lichid este turnat in adancitura prelucrata fuzinand cu prima, la temperatura ridicata.

Una din problemele de prelucrare este aceea de a obtine suprafete optice intre cele doua materiale fuzionate, fara a produce tensiuni si desprinderi de material.

Bifocalul fuzionat se poate strunji si polisa, folosind metodele de prelucrare obisnuite, chiar si pentru obtinerea de suprafete conice.

O atentie deosebita este necesara la polisare. datorita densitatii diferite a celor doua zone, cea cu indice mare devenind mai sensibila.