Secretele lui Giuseppe Campani

 

  Ceea ce s-a cristalizat din această întreagă serie de experimente comune cu Roger Ceragioli reprezintă una dintre cele mai valoroase reconstituiri practice ale tehnicii optice din secolul al XVII-lea realizate vreodată în afara unui laborator academic, și merită înțeleasă în profunzimea sa completă, nu doar ca o sumă de concluzii practice.

Giuseppe Campani Objective 137mm, a focal length of 1210cm 

Lentila mea polista pe hartie cu oxid de fier

Punctul de plecare al întregii înțelegeri este natura fizică fundamentală a hârtiei ca material de polisare, în contrast cu pitch-ul și cu pâsla. Hârtia este un material rigid și inert nu curge, nu se deformează plastic sub presiune, nu redistribuie activ agentul abraziv în funcție de topografia suprafeței cu care intră în contact. Ea reproduce cu o anumită fidelitate geometria lapului metalic sau de sticlă pe care este lipită, și acționează ca un intermediar semi-rigid între abraziv și suprafața lentilei. Această rigiditate este simultan avantajul și limita sa fundamentală. Avantajul este că hârtia se conformează erorilor de formă ale lentilei spre deosebire de pâsla moale care se mulează perfect pe orice profil îi prezinți, inclusiv pe profilele greșite, și prin aceasta le conservă și le amplifică. Limitarea este că hârtia nu poate corecta activ erorile zonale de amplitudine mai mare decât câteva zecimi de micrometru dincolo de această limită, sistemul converge spre un echilibru asferic stabil determinat de distribuția locală a presiunii de contact, și nicio combinație de mișcări mecanice repetitive nu poate sparge acest echilibru. Pasla in comparație cu hârtia este elastica astfel se conformează mai bine dar nu poate corecta erorile zonale precum hârtia.

Eșecul complet și documentat al lui Roger de a obține suprafețe sferice pe hârtie la mașină, în ciuda deceniilor sale de experiență optică și a tuturor combinațiilor posibile de mișcări testate, confirmă că această limită nu este o problemă de tehnică individuală ci o limită fizică structurală a metodei în regim mecanic automatizat. Roger poate atinge aproximativ un sfert de undă de eroare de undă per suprafață pe o configurație asferică stabilă, dar sistemul refuză să avanseze mai departe spre sferă prin nicio intervenție mecanică. Explicația exactă a acestui comportament rezidă în absența feedback-ului adaptiv în timp real. La mașină, traiectoria lentilei este predeterminată și repetitivă mașina nu știe și nu poate detecta că într-o zonă a suprafeței contactul este mai slab decât în altul, că o zonă marginală are o geometrie ușor diferită de zona centrală, că abrazivul s-a redistribuit asimetric în filmul de contact. Rezultatul este că erorile zonale reziduale după finisare determină variații locale ale contactului lentilă-hârtie care se auto-perpetuează ciclic: zona cu contact mai intim primește mai multă acțiune abrazivă per cursă, zona cu contact mai slab primește mai puțin, și sistemul rămâne blocat în același echilibru asferic indiferent de câte ore de polisare mecanică se aplică.

Etapa de polisare pe hârtie cu mașina folosind oxid de aluminiu 1 micron, matrița metalica este în partea de jos, lentila în partea de sus, cu mișcări spiralate sugerate de Manzini

    

Etapa de polisare cu mașină folosind oxid de aluminiu 1 micron pe matrița metalica care este în partea de jos, lentila în partea de sus, cu mișcări doar centrale

Eșecul meu a constat in folosirea oxidului de ceriu ca praf de polisare si a adezivului de baza de apa care este mai gros decat guma arabica si se conformează mai greu. Dar primele 4 - 5 serii de lentile fabricate in acest fel au iesit foarte bune. Important sa pui mai putin adeziv pentru a lasa lentila sa se conformeze cu hârtia.

Metoda mea de polisare manuala pentru lentile mici de 47mm cu mișcări doar centrale fără aport peste centru ( jos).

Vechea mea metoda de atașare a hartiei ( Sus) de polisare folosind adeziv pe baza de apa, apoi polisarea lentilelor mar de 52mm focla 4m cu mișcări centrale dar si putin pe coarda am folosit pentru a reduce umflatura centrala. Aici polisez cu oxid de ceriu, doar o singura lentila a reușit sa iasă.

Este extrem de important ca lentilele sa fie finisate bine cu oxizi de aluminiu spre final cu 25 - 15 - 9 microni se pot face uneori si mișcări centrale pentru a finisa bine marginea lentilelor, mișcările pe coarda exclusiv finisează mai mult partea centrala si mai putin marginea este important ca in tipul finisării cu oxizii de aluminiu 15 si 9 eventual si 5 microni sa se execute spre final mai multe mișcări pe centru alternând si pe margine. Dar in special cu 9 microni mai frecvente spre centru chiar daca se adâncește matrița, e importanta sa mai alternam si spre margine cu lentila, nu doar strict pe coarda.

Revenind la vechea problema, pitch-ul sparge acest echilibru printr-un mecanism complet diferit. Smoala optică este un material vîzcoelastic cu un timp de relaxare de ordinul minutelor la temperatura camerei ea curge lent și continuu sub presiunea locală de contact, umplând orice gap geometric dintre suprafața sa și suprafața lentilei, redistribuind presiunea de contact și prin aceasta acțiune în mod automat și adaptiv. Zonele cu erori zonale primesc o presiune de contact diferită față de zonele corecte, și smoala ajustează continuu topografia lapului pentru a compensa. Acesta este motivul pentru care pitch-ul produce în mod consistent cele mai bune suprafețe optice nu pentru că oxidul folosit pe smoală este superior, ci pentru că smoala este activă geometric, nu inertă.

Hârtia poate totuși produce suprafețe de calitate optică buna si acceptabilă pentru observații astronomice, și experiența directă confirmă aceasta, dar numai dacă este folosită cu polisare manuală și nu mecanică. Distincția este esențială și Roger o formulează el însuși: Campani probabil polisa manual. Când polisezi manual cu lentila ținută între degete și deplasată pe polizorul de hârtie, mâna ta devine un senzor de forță și rezistență cu sensibilitate remarcabilă. Variațiile de fricțiune la suprafața de contact produse de variații locale ale geometriei, ale distribuției abrazivului, ale umidității suprafeței se traduc imediat în variații ale rezistenței percepute la deplasarea lentilei. Creierul procesează aceste semnale tactile inconștient și adaptează în timp real presiunea aplicată, direcția cursei, viteza și amplitudinea mișcării. Aceasta produce exact feedback-ul adaptiv care lipsește mașinii nu o ajustare deliberată și conștientă a parametrilor, ci o adaptare continuă și automată a întregului sistem om-lentilă-hârtie la starea instantanee a suprafeței. Tu simți când ai contact bun sau contact slab, când zona centrală se polisează mai repede decât marginea sau invers, când abrazivul s-a epuizat în zona de contact și trebuie reîmprospătat. Sau când hârtia si-a încetat efectul de polisare si sa uzat. Campani simțea același lucru, și aceasta era secretul său nu o formulă magică a agentului de polisare sau o geometrie specială a mișcării, ci măestria tactilă acumulată prin ani de practică intensă pe sticlă.

Strung de decupat matrițe metalice in forme concave extrasă din lucrarea celebră a lui Père Chérubin d'Orléans, intitulată „La Dioptrique Oculaire”, publicată la Paris în 1671.

Masina de șlefuit lentile de la L’occhiale all’occhio. Dioptrica practica del co. Carlo Antonio Manzini, 1660, p. 158

 Tripoli este SiO₂ amorf microcristalin provenit din resturile fosile ale diatomeelor, cu o structură internă poroasă-lamelară care îi conferă proprietatea de auto-fragmentare progresivă sub presiune mecanică. Granulele de tripoli se clivează continuu în cursul polisării, expunând suprafețe de fractură proaspete cu muchii active este un abraziv auto-ascuțitor în sens literal. CeO₂ se epuizează chimic prin reducerea Ce⁴⁺ activ la Ce³⁺ inactiv și nu se poate regenera în cursul procesului. Oxidul de fier levigat acționează mecanic pur și produce rezultate bune dar nu are auto-fragmentarea tripolului. Aceasta explică de ce meșterii din secolul al XVII-lea, fără acces la abrazivi industriali moderni, au ales tocmai tripoli și corindon natural fin elutriat  empiric descoperiseră că aceste materiale avansează mai uniform și mai consistent pe durate mai lungi față de alte pulberi disponibile.

Secretul gumei arabice în strat extrem de subțire fără contact cu hârtia este o observație de mare precizie tehnică. Guma arabică aplicată pe suprafața metalică sau de sticlă a lapului și lăsată să se usuce parțial înainte de aplicarea hârtiei produce un strat adeziv uniform de câțiva micrometri grosime care fixează hârtia în contact intim și uniform cu geometria lapului fără să o impermeabilizeze sau să îi modifice structura de fibră. Dacă guma pătrunde în fibra hârtiei prin aplicare în exces sau prin hârtie prea subțire și poroasă ea modifică proprietățile de retenție abrazivă ale suprafeței și distribuția locală a abrazivului devine neomogenă. Hârtia poate finisa lentila daca guma este prea groasa pe suprafața matriței concave.

Campani înțelegea empiric această distincție, Bondaroy o confirmă indirect când menționează că secretul constă în natura și aplicarea adezivului.

Secvența completă hârtie urmată de pâslă subțire autoadezivă pe matriță concavă rigidă reprezintă o sinteză tehnică solidă a metodei istorice. Hârtia stabilizează figura prin polisare selectivă adaptivă manuală și aduce transparența optică necesară pentru a vedea prin lentilă. Pâsla subțire pe suport rigid nu este pâslă liberă conformabilă are un substrat rigid care îi limitează deformarea și îi conferă o rigiditate intermediară între hârtie și pâsla liberă. Pe această pâslă subțire rigidizată, tripoli levigat sau oxidul de fier levigat în apă în cantități mari elimină micropozii și accidentele de suprafață rămase după hârtie fără să perturbe figura stabilizată, pentru că procesul este rapid suprafața este deja aproape polisată și timpul scurt de contact nu permite acumularea de erori zonale noi. Rezultatul este o suprafață clară comparabilă cu polisarea pe smoală, obținută prin o metodă care reproduce fidel practica documentată a atelierelor optice din a doua jumătate a secolului al XVII-lea.

Concluzia istorică este acum susținută de trei linii de evidență convergente și independente: sursa primară de Bondaroy care descrie explicit controlul presiunii și al mișcării ca esență a metodei lui Campani, experiența ta directă care produce rezultate bune cu polisare manuală pe hârtie și care reproduce senzorial exact ce descriu sursele primare, și eșecul complet documentat al polisării mecanice pe hârtie în mâinile celui mai competent optician amator disponibil. Aceste trei linii de evidență converg spre o singură concluzie: polisarea pe hârtie a lui Campani era un proces manual, senzorial, adaptiv, imposibil de reprodus mecanic fără feedback tactil uman în buclă și tocmai această dimensiune umană, imposibil de automatizat cu tehnologia epocii sau chiar cu tehnologia modernă fără senzori de forță avansați, era secretul pe care Campani îl proteja cu atâta gelozie și pe care nu l-a transmis niciodată în scris.

Mai jos este o ilustrație a unui atelier optic din secolul al XVIII-lea, Campani ar fi putut folosi ceva asemanator

TRADUCERE MESTUIȘARUL OPTIC (LUNETTIER)

PLACA I

Partea superioară a acestei plăci reprezintă un atelier în care mai mulți muncitori sunt ocupați cu diverse sarcini ale comerțului optic. Unul, marcat g, operează mașina de șlefuit și polisat lentile; altul, marcat b, rotește mașina de șlefuit pe poală pentru a polisa lentilele ochelarilor; altul, marcat c, polisează manual; iar altul, marcat d, lucrează slefuitul lentilelor. Atelierul este dotat cu numeroase obiecte și unelte aparținând acestei arte, cum ar fi la e o mașină pentru tăierea ramelor de ochelari, la f produse optice finite și la gg o selecție de unelte ale acestei profesii.

Acum partea care contează cu adevărat din punct de vedere optic, nu doar traducerea:

În primul rând, „mașina de polisat” (g) nu este o mașină modernă controlată rigid, ci un mecanism care imprimă o mișcare repetitivă (de obicei orbitală sau alternativă) între lentilă și suport. Aceasta înseamnă că muncitorul nu controlează direct forma, ci doar condițiile globale: presiunea, sarcina abrazivă, timpul. Exact aici apare limita despre care vorbim încontinuu, forma rezultată fiind o consecință emergentă a contactului.

Operatorul de la b, care „roteste discul la mașină”, este esențial: suprafața matritei conține abrazivul sau pulberea de polisare (apă + pulbere), iar discul este probabil un suport intermediar sau o unealtă pentru a ține piesa. Practic, el controlează stabilitatea și presiunea medie în timpul lustruirii sau șlefuirii.

El doar menține activ condițiile de lucru și rotește mașina, turația este, de asemenea, esențială aici, nu să fie rapidă, sau lentă.

Cel de la c, este foarte important, cel care „lustruiește manual”, este punctul critic. Aici apare singurul loc din atelier unde există un feedback real. Manual înseamnă că lentila este mișcată direct manual pe polizor cu diferite mișcări, iar variațiile de frecare sunt resimțite instantaneu manual. Acest lucru permite corecții locale continue. Din punct de vedere optic, aceasta este singura etapă capabilă să împingă suprafața către o formă bine controlată, fie ea sferică sau aproape de aceasta. Nu este clar dacă lustruirea se face cu ajutorul hârtiei sau al pâslei.

Pâsla nu corectează figura sau micile erori rămase de la șlefuire, dar hârtia este capabilă, și este clar să se poliseze pe hârtie cu tripoli uscat sau pulbere de oxid rosu, deoarece este important să corecteze figura, iar hârtia era singura modalitate în secolele XVII-XVIII.

Probabil că Campani folosise acest suport pentru lustruirea manuală sau ceva asemanator  pentru a atasa lentila ( jos).

Muncitorul de la strung, poziția d, nu efectuează lustruire fină. El generează forma brută: curbura inițială prin rectificare. Strungul oferă geometria de bază (raza de curbură), dar nu și calitatea optică.

Zona e, cu „mașina de decupat matrite concave metalice”, nu este optică în sine - este mecanică. Dar vă arată că atelierul este integrat: produc atât lentile, cât și matritele lor concave sau convexe pe care se vor slefui lentilele.

Zona f, „lucrări tubulare”, include probabil ansambluri optice, lentile terminate, poate seturi de instrumente. Acest lucru sugerează că verificarea practică a fost făcută în aplicație, nu interferometric.

Acum gg, „scule”, este important pentru context: varietatea de scule arată că procesul nu este standardizat industrial, ci adaptiv. Fiecare sculă are un rol specific în funcție de etapă.

Acum, realitatea dură pe care trebuie să o înțelegeți din acest text:

Atelierul este probabil construit pentru a produce sfere cu mașina sau manual. Este construit ca un sistem hibrid:

– strungul generează forma brută a suprafeței metalice

– mașină pentru șlefuire și lustruire brută

– lustruirea manuală finalizează forma

Dacă eliminați componenta manuală din ecuație și vă bazați exclusiv pe mișcarea mecanică repetitivă, ați pierdut exact mecanismul care corectează erorile locale. Textul nu spune acest lucru explicit, dar îl arată prin organizarea lucrării.

Masina de slefuit si polisat

Masina de slefuit

Enciclopedia lui Diderot, publicată în Franța din 1751, include ilustrații ale diverselor dispozitive și unelte utilizate pentru fabricarea lentilelor pentru o varietate de instrumente optice, inclusiv ochelari, lunete etc. Mașina de șlefuit are un cadru solid din lemn, similar în principiu cu cel al unei roți de olar. O volantă mare este acționată de o manivelă acționată manual, cu o curea de antrenare din piele care transmite rotația către o roată mică, înmulțind astfel viteza de rotație cu un factor de 1:5. Lentila biconvexă prefabricată din sticlă este montată într-o cupă de susținere concavă pe o tijă rotativă montată vertical. Aceasta, la rândul ei, este conectată printr-o roată dințată conică din lemn la roata mică, astfel încât o rotație a manivelei face ca lentila să se rotească de cinci ori în jurul propriei axe.

Deasupra suportului de lentilă se află o bară metalică fixată cu două piulițe cu aripioare, la care se pot atașa diverse capete de șlefuit și lustruit. Acestea sunt prezentate în figurile următoare cu raze de curbură diferite, arătând că diferite grosimi de lentilă pot fi șlefuite pe aceeași mașină. Capetele de șlefuit concave și suporturile pentru lentile sunt fabricate din metal - de obicei alamă - prefabricate pe un strung. O bucată subțire de piele între lentilă și suport previne zgârieturile suprafeței lentilei în timp ce aceasta este prelucrată și ținută în siguranță.

Ilustrațiile prezentate aici provin dintr-una dintre numeroasele ediții ale enciclopediei Diderot. Au fost achiziționate individual de la unul dintre numeroșii librari de pe malurile Senei din Paris. Din păcate, astăzi nu există aproape nicio ediție completă a celebrei enciclopedii din secolul al XVIII-lea pe piață; comercianții pricepuți preferând să le separe și să vândă paginile individual, pentru a câștiga mai mulți bani.

Plansa 1

Plansa 2

Plansa 3

Plansa 4

Ceea ce documentează aceste patru plăci împreună este un atelier optic complet, complet funcțional, structurat în jurul a trei niveluri de mecanizare progresiv crescătoare, care corespund exact etapelor de fabricație descrise de Bondaroy cu privire la atelierul lui Campani.

Etapa lustruiri de corecție este o muncă pur manuală, opticianul o ține în mână e suportul poală, cu lentila montată sub un mâner și efectuează lustruirea manual. Placa II este componentele principale de șlefuit, matrițele metalice si alte instrumente optice. Mașina mare de lustruit din Placa IV fig. 14, mecanizare completă cu transmisie cu roată mare și pinion, în care operatorul rotește manivela și supraveghează presiunea. Aceasta este o mașină similară cu cea a lui Roger, dar cea a lui Roger este o adaptare modernă. Diferența dintre o lentilă de calitate Campani și o lentilă de calitate medie era tocmai alegerea nivelului corect de mecanizare pentru fiecare fază: șlefuirea grosieră la mașina mare, șlefuirea fină și lustruirea manuală cu bățul lentilei pe un arc sau cu lentila in mâna liberă direct pe hârtie, așa cum reproduc eu astăzi.

Este extrem de important sa intelegem procesul de fabricatie pentru a putea adapta modern sau aproximativ cat se poate de autentic cu cel din veacul al 17-lea daca se poate. intr-un final trebuie sa ajungem la o suprafata sferica folosind atat metode moderne de slefuire cat si ele din veacul al 17-lea, asta este tendinta sa ajungem la o suprafata sferica, iar polisarea conteaa sa fie cat mai autentic realizata cu metodele si materialele care sa reproduca cele din veacul al 17-lea folosite de Campani.

Strungul lui Giuseppe Campani, pentru decuparea matritelor gravură, cca. 1771 (tabelul I). BUB Ms.4151/5-b

Giuseppe Bruni (atr.), gravură care înfățișează propriul strung pentru decuparea matritelor cca. 1771 (tabelul II).

Ceea ce documentele lui Bedini și Zanetti dezvăluie, coroborate cu sursele primare pe care le citează, constituie cel mai complet tablou disponibil al tehnicii lui Campani și al experimentelor lui Bruni cu strungul și matriță acestuia, și merită analizat în profunzimea sa completă fără a confunda ceea ce este documentat cu ceea ce rămâne speculație.

Punctul de plecare esențial pentru înțelegerea corectă a întregii tehnici campaniene este că strungul său celebru nu era un instrument de polisare directă a sticlei, ci un instrument de fabricare a matrițelor metalice cu precizie sferică. Aceasta este distincția fundamentală pe care contemporanii lui Campani nu au înțeles-o sau au înțeles-o greșit în mod deliberat provocat de Campani însuși. El a propagat în mod conștient zvonul că ar polisa sticla direct pe strung fără matriță, conform propriilor sale cuvinte din Ragguaglio: „am aplicat tot spiritul meu și tot studiul meu la invenția unui strung cu cea mai mare precizie pentru a lucra lentilele fără nicio altă folosire a matrițelor, și a avut succes." Auzout, în 1664, scria lui Huygens că nu știe cum ar putea Campani lucra sticla direct pe strung fără matrițe și că personal nu credea aceasta. Bondaroy, după vizita sa la Bologna în 1763, a concluzionat că întreaga afirmație a lui Campani despre lucrul direct pe strung era deliberat propagată tocmai pentru a distrage atenția de la adevăratul secret, care nu era strungul în sine ci precizia excepțională a matrițelor fabricate de el și multiplicitatea lor. Inventarul din 1747 confirmă această concluzie fără echivoc: colecția lui Campani conținea 14 matrițe metalice pentru lentile convexe, 58 de matrițe pentru sticle concave, 66 de suporturi metalice de diverse dimensiuni pentru ținerea sticlei în lucru, și în plus brațe lungi de lemn cu inele de fier la extremități pentru construcția unei mari mașini capabile de a produce matrițe sferice pentru orice rază, până la 700 de palme și mai mult.

Clasificarea matrițelor din inventar este revelatoare din punct de vedere tehnic. Ele erau marcate explicit cu litera F pentru fine, cu litera G pentru grosso (grosier), și existau cupluri notate ca „matrițe pentru lucrul lentilelor convexe cu smeriglio și Tripoli", plus o categorie separată de „matrițe care servesc la reducerea grosieră a lentilelor convexe cu arena (nisip)". Aceasta documentează trei faze distincte ale procesului în mod absolut neambiguu: prima fază de degroșare cu nisip, a doua de finisare cu emery și tripoli, și a treia de polisare cu tripoli extrem de fin pe hârtie sau pânză. Fiecare fază corespundea unui set specific de matrițe, ceea ce implică că pentru fiecare dimensiune de lentilă Campani deținea cel puțin trei matrițe distincte de finețe crescătoare cu aceeași rază nominală de curbură dar suprafețe de diferite calități geometrice și de finisare.

Matritele metalice ramase pentru slefuirea si polisarea lentilelor din atelierul lui Campani 

Matritele metalice ramase pentru slefuirea si polisarea lentilelor din atelierul lui Campani 

Matritele metalice ramase pentru slefuirea si polisarea lentilelor din atelierul lui Campani 

Matritele metalice ramase pentru slefuirea si polisarea lentilelor din atelierul lui Campani 

Matritele metalice ramase pentru slefuirea si polisarea lentilelor din atelierul lui Campani 

Matritele metalice ramase pentru slefuirea si polisarea lentilelor din atelierul lui Campani 

Sticla era fixată pe un suport-mâner numit muller prin intermediul unui mastic specific găsit în materialele atelierului: rășină neagră (colofoniu, adică rășină de pin solidificată) și terebentină de Veneția. Aceasta este exact rețina de smoală identificată și de Cherubin d'Orléans în Dioptrica Oculaire din 1671 și de Manzini în L'Occhiale all'Occhio din 1660. Terebentina venetiană era un produs specific obținut din larice alpin, mai curată și mai uniformă decât terebentina de pin obișnuită, care la temperatura camerei producea un mastic mai puțin fragil și mai elastic decât colofoniul pur, important pentru a evita stresurile termice și mecanice în sticlă în cursul lucrului.

Bondaroy, pe baza informațiilor primite de la Lelli care îl informase Maria Vittoria personal conform instrucțiunilor explicite ale papei Benedict XIV, a identificat mai mulți factori care combinați produceau superioritatea lentilelor lui Campani. Primul era calitatea și precizia matrițelor sale, metalice turnate avand un amestec de curpu si alama, un alt factor important este ca matrita sa aiba un diametru de 2x mai amre decat cel al lentilelor finisate. Al doilea era selecția sticlei venețiene, considerată la Bologna ca material pe care Campani l-ar fi preferat exclusiv pentru lentilele obiectiv, deși conținea frecvent bule de aer dar era mai clară, mai netedă și mai durabilă decât sticla franceză disponibilă la acel moment. Al treilea era tripoli-ul venețian specific pe care îl folosea. Al patrulea era hârtia pe care o folosea la polisare, considerată atât de importantă și de originală încât fusese fabricată de Campani însuși în propriul atelier, diferind de orice altă hârtie disponibilă, dovadă că un stoc mare din ea fusese găsit în atelier și transferat la Institut din nefericire nimeni nu a înțeles importanța sa la momentul transferului și niciun eșantion nu a fost păstrat. Al cincilea factor era modul de atașare a hârtiei pe matriță cu gumă arabică lichidă în strat extrem de subțire și uniform, producând cel mai mic posibil grosime și inegalitate de suprafață. Al șaselea, și poate cel mai important în ochii lui Bondaroy, era suma atenției minute și a detaliilor infinite pe care Campani le dedica fiecărei piese, inclusiv selectarea zilelor cu temperatură absolut constantă pentru polisarea lentilelor, menținând secrete tocmai aceste detalii tactice fine ale tehnicii sale, nu echipamentul în sine care era cunoscut și de alții, ci experienta sa.

Abrazivul tradițional folosit pentru șlefuirea lentilelor era piatra de putrefacție venețiană, în timp ce pentru polisarea acestora erau necesare smirghel, nisip alb sau tripoli bine purificat și măcinat fin. Materialul era umezit și aplicat pe piele de căprioară moale, la inceputul veacului al 17-lea fixată strâns peste formă sau matriță. Campani a realizat etapele finale ale lustruirii unei lentile cu hârtie cu pudra tripoli uscata de diferite granulatii pana la cea mai fina pudra. El a atașat hârtia la matriță cu o gumă lichidă, conform lui Bondaroy, care producea cea mai mică grosime și inegalitate a suprafeței. Matrita metalica trebuia șlefuit la fel de precis ca lentila. Matrița era fabricată dintr-unul dintre mai multe metale, inclusiv fier, oțel, cupru, alamă, cositor sau plumb, în ​​funcție de ceea ce era necesar pentru etapa specifică de șlefuire sau lustruire. Modelele, fie ele plate, concave sau convexe, erau realizate și prin turnare în forme de lemn, strunjire la precizie finală și lustruire pe un strung manual.

Prima etapă era tăierea brută sau reducerea suprafeței, realizată cu nisip, apoi netezirea cu smirghel și tripoli și, în final, lustruirea cu hârtie sau pânză folosind un tripoli extrem de fin. Această ultimă fază a necesitat o manipulare deosebit de atentă datorită curburii matrițelor (imprimatoarelor) fiind atât de aproape de planul superficial încât prelucrarea brută nu a fost necesară și probabil chiar ar fi dăunătoare, deoarece granule minuscule de nisip ar putea lăsa zgârieturi pe suprafața lentilei. Cea mai mare parte a matrițelor metalice ale lui Campani, aproximativ 70%, a fost folosită pentru prelucrarea lentilelor convexe, în timp ce restul a fost folosit pentru lentile concave.

Rezumând raportul menționat anterior al lui Bondaroy, francezul a afirmat că, în opinia sa, perfecțiunea lentilelor lui Campani se datora următorilor factori: calitatea și perfecțiunea matrițelor sale; selecția atentă a celei mai fine sticle din Veneția, a Tripoli-ului venețian și a hârtiei pe care o folosea pentru lustruirea lentilelor; și, în final, numeroaselor mici atenții pe care le-a dedicat muncii sale. Aceste detalii minuscule ale tehnicii au fost ascunse altora cu atâta grijă în timpul vieții sale, detalii care nu se regăseau în echipamentul atelierului său. Ca exemplu al acestor detalii minuțioase, Bondaroy a relatat că la Bologna se credea că Campani mergea până la a-și acorda o atenție scrupuloasă detaliilor, încercând să aleagă acele zile pentru finisarea lentilelor în care temperatura rămânea absolut constantă. Ar putea exista un oarecare temei pentru această concluzie. Era posibil, desigur, ca o opinie exagerată despre cunoștințele lui Campani să fi fost derivată doar din superioritatea produselor sale.

Doua lentile realizate de Giuseppe Campani

Polisarea finală, potrivit lui Bondaroy, era probabil realizată cu mâna de către Campani. El nota că un astfel de procedeu manual nu pare să fi avut niciun avantaj față de alte metode ulterioare, cu excepția faptului că îi permite să schimbe matrițele mai ușor. Din numărul mare de matrițe disponibile putea selecta pe acelea care se potriveau cel mai perfect cu forma pe care o luase sticla în acel moment, în așa fel că dacă o matriță nu îl satisfăcea schimba la alta și din nou la alta până când sticla purta pe întreaga sa suprafață contactul cu matriță sau bazinul. Un alt factor extrem important este acela cand polisezi manual mana poate simiti anumite neregularitati sau defecte de contact in timp ce lentila se lustruieste pe hartie cat si depistarea particulelor mai mari de abraziv care ar fi imediat simtite in timpul procesului.Odata ce polisezi manual poti sa simti automat daca lentila se poliseaza unifrom pe hartie sau doar in anumite zone. Aceasta este descrierea exactă a procesului pe care eu și Roger l-am redescoperit experimental pe Campani prin multiplele schimburi de tehnici pentru a găsi pe aceea care se potrivește cel mai bine geometriei curente a sticlei, corectând astfel micro-erorile zonale care se acumulează în cursul polisării. Pitch-ul face aceasta automat prin curgere vâscoasă. Campani o făcea prin selecție manuală dintr-un repertoriu imens de matrițe, ceea ce este o altă cale spre același rezultat și explică de ce deținea atât de multe matrițe nu pentru eficiență de producție ci pentru control geometric activ în cursul polisării. Dar si in acelasi timp schimba hartia de multiple ori daca simtea ca contactul lentila /hartie nu era bun, sau daca a aplicat prea multa guma arabica in procesul lipiri hartiei. Se crede ca Camapni isi producea propria hartie dar nu sunt dovezi care sa sustinta acest lucru, dar exista o mare posibilitate, de regula experimentele noastre au arata ca orice hartie veche buna neteda este potrivita pentru polisarea uscata pe hartie. Posibil Campani isi procura hartia de la Fabriano, un producator Italian la accea vreme renumit pentru hartiile sale de buna calitate.

Cazul lui Giuseppe Bruni și experimentele sale din 1771 cu strungul lui Campani sunt documentate de Canterzani și reprezintă singura reconstituire contemporană verificată documentar a procesului de fabricare a matrițelor și lentilelor cu echipamentul original al lui Campani. Bruni a reușit să opereze strungul și să producă o matriță acceptabilă în mai puțin de două ore. Apoi, în cursul următoarelor două zile, a folosit matriță fabricată de el pe strung în procesul de polisare a unei lentile obiect. Senatorii au testat lentila în observatorul astronomic al Institutului și au raportat că a confirmat opinia favorabilă pe care o aveau deja despre excelența strungului lui Campani. Textul documentar spune explicit „a folosit matriță pe care o fabricase pe strung în procesul de polisare a unei lentile obiect" dar nu specifică dacă polisarea a fost realizată manual pe hârtie sau cu altă metodă. Aceasta este o lacună documentară reală. Ceea ce este cert este că Bruni a finalizat procesul complet de la matriță brută la lentilă testată optică în două zile, ceea ce implică că polisarea nu a durat mai mult de o zi și jumătate lucrând cu instrumentele originale ale lui Campani.

Strungul lui Campani în sine, descris de Canterzani și ilustrat de Bruni în 1771 în gravurile publicate în Commentarii tomul VI din 1783, era o mașină specială pentru producerea matrițelor sferice metalice cu raze de curbură precise și variabile. Mecanismul său central era ceea ce Bruni numea „avanzamento della punta" avansarea vârfului sculei tăietoare realizat printr-o combinație ingenioas de două roți dințate cu axele la 90 de grade, care permitea ajustarea razei de tăiere cu o precizie extrem de fină. Aceasta este superioritatea esențială față de strungurile contemporane inclusiv față de cel al lui Maignan și față de strungurile orizontale descrise de Cherubin d'Orléans: precizia avansului radial al sculei era incomparabil superioară, ceea ce producea matrițe cu geometrie sferică mai exactă decât orice altă mașină contemporană. Bruni însuși a construit ulterior propriul strung după același principiu, dar a recunoscut că era considerabil inferior celui al lui Campani al său putea produce matrițe doar pentru lentile cu focale scurte și medii, nu pentru focale mari. Această limitare este inerentă mecanicii avansului sculei la raze de curbură mari: cu cât raza este mai mare cu atât precizia avansului radial trebuie să fie mai mare pentru aceeași eroare sferică absolută, iar mecanismul lui Bruni nu putea atinge precizia necesară pentru razele lungi.

Lentila realizata de Bruni folosind matritele lui Campani

Lentila realizata de Bruni folosind matritele lui Campani

Tragedia istorică a acestei linii de transmisie tehnică este documentată în același capitol. Lelli, custodele desemnat care fusese instruit personal de Maria Vittoria în utilizarea fiecărei piese de echipament conform instrucțiunilor explicite ale papei Benedict XIV, a declarat lui Bondaroy că era pe punctul de a publica rezultatele studiilor sale și a murit în 1766 înainte de a face aceasta. Notele sale nu au fost niciodată găsite. Există suspiciunea documentată că Lelli a înșelat deliberat pe Bondaroy, trimițindu-l pe o pistă falsă privind strungul exact cum a înșelat în privința notelor sale. Bruni, succesor al lui Lelli, a furat și a vândut o parte din matrițe pentru valoarea lor metalică, a deteriorat strungurile prin folosire abuzivă cu fier, și ulterior a fost implicat în alte malversațiuni, deși a scăpat de consecințe grave datorită conexiunilor politice. Prin acțiunile lui Bruni, prin reorganizarea napoleoniană a Institutului din 1803, prin neglijența generală a secolului al XIX-lea, și prin furtul și dispersarea documentată a pieselor de inventar de-a lungul deceniilor, aproape tot ceea ce Campani construise ca tehologie transmisibilă a dispărut rămânând doar matriță metalice, câteva lentile, desenele lui Bruni ale strungului în Commentarii, și raportul lui Bondaroy cu informațiile transmise de Maria Vittoria prin Lelli. Nu a rămas nicio hartie, niciun eșantion din hârtia specială de polisare, niciun manual complet de atelier, niciun registru al proporțiilor lentile-ocular din manuscrisul personal al lui Campani. Cutia cu hârtii a lui Maria Vittoria, depusă la mănăstirea ordinului trinitarienilor decalțați de la San Carlino alle Quattro Fontane odată cu testamentul ei din 8 februarie 1763, a fost semnalată în arhivele conventului dar nu a putut fi recuperată în ciuda eforturilor repetate ale lui Bedini de-a lungul deceniilor posibil pierdută, posibil încă nedescoperită în arhive.

Ceea ce eu și Roger am reconstituit experimental fără acces la această documentație pierdută coincide cu toate detaliile cunoscute ale procesului Campani: matrițe din metal sau sticlă cu geometrie sferică precisă, selecție activă a matriței în timpul polisarii pentru a compensa erorile zonale, gumă arabică extrem de subțire ca adeziv pentru hârtie, oxid de fier ca agent de lustruire pe hârtie uscată, lustruire manuală cu feedback tactil direct și umplerea cu un material mai moale în faza finală. Campani a păstrat secretul viu instruindu-și fiicele și refuzând să publice detaliile. L-am redescoperit prin experiment direct pe sticlă float în atelierul meu din Corunca, pornind de la aceleași principii de bază și ajungând la aceleași concluzii operaționale la care ajunsese un meșteșugar roman din Umbria în atelierul său din Roma secolului al XVII-lea, cu diferența că acum înțeleg mecanismul fizic exact al fiecărei etape, un avantaj pe care Campani nu îl avea. În combinație cu metoda modernă de șlefuire, lentilele mele au o suprafață sferică bună, lucru important de realizat mai întâi, indiferent de mișcări. Capitolul final este cel mai important, adică replicarea exactă a pașilor aplicați de Campani în faza de lustruire, experimentarea și lucrul cu diferite mișcări moderne pentru a avea o idee despre cum și-a fabricat Campani lentilele. Important este să se obțină o suprafață sferică bună la mijlocul lentilei și, în general, pe 90% din diametrul lentilei.

Desigur multe dintre lentilele realizate prin aceste mecanisme indiferent ca sunt realizate manual pe matrita din sticla sau matrita metalica este un proces optic care doar la final iti vei da seama cu adevarat daca lentilele au iesit bine, este o munca de sisif aceiasi problema si  in cazul lui Campani existau lentile care nu ajungeau la vanzare si erau aruncate pur si simplu din cauza unor defecte optice. O alta problema poate fi si sticla care la vremea respectiva avea multe defecte de omogenitate, asa ca Campani isi procura cea mai buna sticla venetiana foarte subtire vand grosiema de 6mm si 5mm.