Concluzii finale

Buna ziua, am ajuns ultimele concluzii legate de polizarea pe hârtie și manufacturarea lentilelor după anumite tehnici din secolul al XVII-lea, considerate în ziua de azi ciudățenii fiind incadrate in alte domenii.

Pot spune că decizia finală este determinată în mare măsură de lipsa materialelor; acesta este unul dintre cele mai negative aspecte ale procesului, dar încerc să găsesc materiale produse astăzi, cât mai apropiate de original. Desigur, am abandonat polizarea pe smoală si hartie din anumite motive și am trecut pe pâslă. Polizarea pe pâslă are, fără îndoială, atât dezavantaje, cât și avantaje. În ceea ce privește materialul în sine, pâsla pe care o folosesc este foarte bună: fiind din lână naturală de 1 mm grosime, autoadezivă, se potrivește foarte bine cu ceea ce fac și este foarte ieftină (2 RON bucata, la dimensiunea unei coli A4).

De ce am abandonat smoala și hârtia? Pentru că smoala este îndeosebi mai pretențioasă, greu de găsit și chiar foarte scumpă. Amestecul de polizare format din sacâz și ceară de albine funcționează, dar nu la fel de bine precum smoala optică Gugolz. Un alt aspect vizează polizarea pe hârtie: paginile cărților vechi au fost supuse de-a lungul timpului la diferite stadii de degradare. În principiu, lemnul s-a oxidat și și-a pierdut consistența. Majoritatea cărților folosite au hârtia făcută din pulpă de lemn semivelină, care a suferit degradări severe în timp.

Apoi am trecut direct la munca manuala folosind doar discuri de 34mm diametru care se preteaza mai bine decat cele de 38mm. La diametrul brut al sticlei de 34mm lentilele ies foarte bine pe pasla, astfel incat se pot folsi la diametre mai mari. Mergand pe metoda traditionala de slefuire moderna MOT si TOT lentilele de 38mm chiar si cele mai bune la finalul polisari pe pasla se pot folosi doar la 20mm diametru, in schimb cele mici de 34mm slefuite la fel precum cele de 38mm la aceleasi parametri sferici se pot folosi la un diametru si mai mare de 28-30mm.

Polisare lentila 34mm diametru la focala 1230mm

Slefuirea fina a lentilei de 34mm focala 1230mm

Partea bună legată de polizarea pe hârtie este faptul că se poate gestiona mai ușor decât smoala; lipirea hârtiei este foarte simplă. Trebuie doar să ai grijă cât de subțire este stratul de adeziv pe care îl pui pe matriță. Problema radicală, însă, rămâne: hârtia poate uneori să lustruiască foarte bine, alteori poate să îți strice complet lentila. Aici mă refer atât la figura optică, cât și la nivelul de finisare a suprafeței, care uneori nu poate fi atins până la final. Desigur, hârtia polizează excelent dacă materialul este de calitate. O pudră extrem de fină, cu un efect puternic de abraziune, poate să lustruiască foarte bine lentilele și să producă o suprafață asemănătoare cu cea obținută pe smoală.

O altă problemă este figura optică. Chiar dacă lentilele sunt foarte bine lustruite pe hârtie, ele nu vor avea la final figura optică dorită. Acesta este dezavantajul suprem: poți obține o lentilă foarte bine finisată, dar cu o figură optică distrusă, sau o polizare mai slabă, dar cu o figură extrem de bună. Cu cât polizezi mai mult pe hârtie, cu atât figura optică se va degrada mai tare. Aici intervine cea mai mare dilemă: dorim o polisare excelentă, dar obținerea ei prin această metodă vine cu un preț. Este foarte enervant, dar când nu ai materialele necesare, recurgi la astfel de compromisuri.

În ziua de azi, calitatea hârtiei este sub orice critică: plină de coloranți, aditivi și substanțe periculoase care distrug calitatea lustruirii, nefiind deloc indicată pentru așa ceva. Probabil hârtia de calc ar fi adecvată, dar astăzi i se adaugă compuși care pot compromite polizarea. Nici hârtia din cărți vechi nu mai este o garanție, deoarece fiecare pagină are o grosime variabilă. Hârtia folosită în secolul al XVII-lea nu era din pulpă de lemn, precum cea apărută în secolul al XIX-lea (în jur de 1850); înainte, hârtia se fabrica din bumbac și in, era încleiată cu cleiuri pe bază de gelatină animală, sau fara.

Hârtiile folosite de Giuseppe Campani, însă, erau produse chiar de el. Hârtia descoperită în atelierul său nu purta ștampila niciunui producător și era extrem de subțire, nefiind încleiată cu gelatină animală. Probabil era exclusiv din bumbac și in, deși compoziția ei exactă nu este pe deplin cunoscută. Prin urmare, selecția materialelor a fost prioritatea numărul unu pentru Campani.

În cazul meu, hârtia din secolele XIX și XX găsită în cărți, deși subțire, este exclusiv din pulpă de lemn semivelină sau hârtie de ziar tratată cu acizi și aditivi. Chiar și așa, este mult mai bună decât hârtia modernă. Din cauza degradării în timp, și-a pierdut consistența, iar găsirea unei coli adecvate a devenit o loterie. Există posibilitatea ca hârtia să fie bună, dar polizarea să iasă sub orice critică.

Polizarea pe hârtie funcționează cel mai bine pe o matriță supradimensionată (de două ori mai mare decât lentila), unde ai un control superior; pe o matriță de același diametru este mult mai greu de gestionat. Însă, chiar și pe matrița mare, ați văzut că multe lentile au eșuat: unele s-au polizat bine, altele prost; altele au căpătat un luciu perfect, dar o figură optică dezastruoasă, devenind rebuturi. Aceasta este limita extremă și problema inerentă a folosirii hârtiei vechi: indiferent de mediul de păstrare, hârtia se degradează și își pierde structura originală.

O alta chestiune importanta este faptul ca polisarea pe matrita mare de 95mm sau de doua ori diametru lentilelei obiectiv nu poate sa produca o suprafata uniform polisata, din cauza faptului ca pe matrita supradiametrala se fac mai multe lentile in serie, fiecare va avea o raza de curbua usor diferita cat si focala diferita. Astfel doua sau trei dintre lentile nu se vor polisa uniform, si astfel vei fi nevoit precum Giuseppe Campani sa schimbi matrita cu alta mai curbata sau mai plata putin decat cea originala pe care ai slefuit lentilele, acest fapt este atestat in lucrarea lui Carlo Manzini L'Occhiale all'occhio 1660, care sugereaza in cazul in care centrul lentilei nu se poliseaza se schimba matrita de polisare cu una mai plata decat cea originala pe care a fost lipita hartie, daca lentila nu se poliseza la margine se schimba matrita cu una mai concava. o alta metoda este sa lucrezi doar pe centru in timpul polisari pentru a lucra marginea lentilei si pe coarda daca doresti sa polisezi marginea facand intercalari de geul pe matrita originala acoperita cu hartia de polisare.

Cert este ca la ultimele lentile polisate in acest fel de 47mm focala 2.2m-2.5m folosind acesta tehnica nu sa reusit nimic cert, datria ca hartia nu este asa buna si finisarea nu sa realizat cum trebuie orice ai face polisarea regreseaza pe hartie si incepe sa finiseze lentila adica sa nu mai poliseze. In acst caz poate fi hartia problema principala pentru ca chiar daca lential a fost bine finisata din cauza hartiei polisarea se va opri sau in cel mai rau caz lentila se va finisa.

Așa că am recurs la polizarea pe pâslă. Este foarte ușor de aplicat probabil cea mai simplă formă de polizare posibilă. Singurul dezavantaj este că lasă o suprafață cu aspect de lemon peel (coajă de lămâie). La testul Ronchi, acest defect face ca marginile liniilor să apară ușor zimțate, deși trebuie menționat că și polizarea pe hârtie poate produce aceste zimțuri. Dacă polizarea pe hârtie este controlată folosind materiale de excepție pudra tripoli și oxidul de ceriu fiind cele mai bune se poate atinge un nivel de lustruire excelent. Rămâne totuși problema figurii optice; dacă aceasta reușește, o lentilă polizată pe hârtie poate depăși oricând calitativ una obținută pe pâslă.”

Polisare pe pasla pe burghiul inversat ( la masina de slefuit)

Polisare pe pasla efectuata manual

Mașina de lucru

În ceea ce privește noua metodă de manufacturare a lentilelor care este înderulare aici la optical, este probabil cea mai bună metodă desigur cu limitările sale inspirându mă din metoda lui Allan Binder cu burghiul inversat cea mai simplă metodă de manufacturare din ziua de azi lasă suprafețe foarte bune burghiul pe care îl folosesc este foarte bun având rotatie foarte mică intre 20 - 30 rpm.

Este o mașină de înșurubat foarte bună pentru scopurile sale nu are jocuri lucrează foarte bine dar desigur la capacitatea sa poate să ducă pe lentile până la 45 mm diametru între 45 și 4 6 mm diametru maxim.

Și asta datorită faptului legat de momentelor de torsiune rotația mașinii evident la diametre mari poate să producă unele de probleme la figura optica finala.

Mașina are și ea limitările sale la diametru mai mare de 56 mm cu greu am reușit să termin acea lentilă pentru că bițurile din lemn suporturile ( pe care sunt lipite lentilele) și se înșurubă în mandrina mașinii, sigur că șurubul ăla se poate mișca de acolo adică îi strâns bine îi lipit în interior. Dar cu timpul se poate uza datorită greutății lentilelor si a presiunii exercitate la polisare. Deci practic faptul că au diametru mare și polizarea pe mașină îngreunează mersul mașini duce la probleme de figura chiar si la astigmatism.

Așa că lentile de până la 46 mm se pot lucra lejer cu aceasta metoda.

Desigur se poate realiza lentile mai mari dar e nevoie de un burghiu mai zdravăn și niște suporturi din metal strunjite la strung și subțiate din bare de aluminiu care apoi se taie la margine pentru a crea pivotul de atașare în mandrina burghiului. Sigur că și aici există limitare pentru că astfel de burghie nu pot să producă o rotație perfectă la diametre mai mari ele au fost concepute pentru înșurubat pentru a face lentile mai mari trebuie un suport rotativ special o mașină de șlefuit făcută acasă la specificațiile care trebuie.

Dar pentru lentile mici de 34 mm, 38 mm și 46 mm este suficient această mașină, în principiu un pic este o abatere de la vechea metodă din secolul 17 pentru ca în era respectiva desigur ca la mașinile erau acționate manual ori de catre alte persoane care era angrenate în procesul de șlefuire si polizare, adica asistenti de lucru.

Am un sistem care asigură o rotație foarte circulară a burghiului fără jocuri iar calitatea optică este identică la toate lentilele deci iese perfect pe pâslă și șlefuirea se face pe același diametru.

Mișcările de șlefuit sunt moderne 1/3 centrul peste centru deci de la start până la finish și cel mai mult cu lentila dedesubt se șlefuiește și se polizează in aceisi pozitie, la polizare bineînțeles că se va folosi metoda în lentilă deasupra lentilă dedesubt Da deci MOT și TOT după cerințele lentilei.

Iar ultima fază de polisare se face manual pentru că am observat cu cât se polizează mai bine lentila cu atât mașina de polizare duce mai greu deci foarte greu mai poți controla mișcările.

Din pacate masina nu mai poate face lentile, datorita efortului depus, periile mecanice au inceput sa fie erodate ducand la probleme, astfel incat ultimele lentile terminate au probleme de astigmatism pe ambele fete. Efortul finisari si polisarii lentilei de 56mm si-a spus cuvantul.

Trecerea la manual

Am trecut definitiv la șlefuirea manuală a lentilelor mici, de 34 mm maxim. Aceasta este apertura maximă admisă pentru ceea ce trebuie să fac și pentru ceea ce este posibil în serie. Nu doresc aperturi mari, pentru că nu mă interesează și din prisma faptului ca pasla nu produce suprafete bune la aperturi mari este indicat sa lucrez cu lentile doar de 34mm.

Lucrul manual la aceste lentile este foarte important; există o rețetă strictă. Trebuie neapărat să șlefuiești adăugând multe șarje de abraziv pe parcursul unei sesiuni, etapă numită wet, înainte de o curățare sau o spălare a lentilei. Șlefuind asemenea diametre mici, focala scade rapid dacă freci prea mult și nu respecți această regulă. Pur și simplu, la fiecare 10-20 de secunde se adaugă mici șarje de abraziv, pentru a avea mereu o granulație proaspătă. Se amesteca abrazivul dupa cateva rotatii ale suportului lentilei pentru a asigura o uniformitate a abrazivului pe intreaga suprafata a discurilor, apoi la sfarsitul fiecarei slefuiri cu un abraziv trebuie sa ne asiguram ca culoarea abrazivului este la fel peste tot. Abrazivul se tocește foarte repede la diametre mici în special carbura de siliciu, dar și oxidul de aluminiu. Lucrând astfel, în maximum două ore reușești să fabrici manual o lentilă biconvexă. Obligatoriu sa fie folosita tehnica MOT si TOT la finisarea fina, se slefuieste TOT apoi dupa un wet MOT. Evident ca nu e indicat sa termini o lentila in doua ore, important este sa prelungesti slefuirea MOT si TOT pana cand culoarea abrazivului este uniform si simiti discurile ca se imbuca uniform cand lucrezi, apoi toate gropitele ramase de la fostul abraziv sa dispara.

Polizarea rămâne o mică problemă, deoarece se face manual pe pâslă și durează mult. O altă chestiune este că trebuie să schimbi pâsla după un anumit timp pentru ca polizarea să decurgă mai repede; dacă lucrezi pe o singură bucată, progresul va fi extrem de lent și nu vei observa nicio modificare. Pentru lentile mai mari (40-50 mm), polizarea manuală poate dura ore ( 2-4 ore) întregi dacă nu este asistată mecanic. Am testat polizarea pe mașină, dar nu am obținut suprafețe la fel de bune ca la cea manuală. Sigur, pe mașină merge mai repede, dar rezultatul nu este perfect. Am observat că, dacă încep polizarea mecanic și continui manual, nu prea mai poți corecta nimic, suprafața rămânând la fel de viciată. Deci, este esențial ca primele etape ale polizării să fie făcute corect.

În prezent, șlefuiesc ambele fețe și încerc să le aduc la aceeași rază de curbură, dar nu contează dacă lentila este perfect biconvexă și simetrică. Nu are nicio importanță dacă razele nu sunt egale; important este ca optica să fie bună. Când faci observații, cauți prin tatonare care față a lentilei este cea mai performantă, marchezi acea zonă și știi cum să o montezi. La finisarea bruta miscarile de generare a curburi sunt pe coarda, ( adica cu matrita deasupra si lentila dedesupt avand matrita pozitionata la jumatatea lentilei, iar la finalul slefuiri brute se trece cu discul superior mai in interior pentru a uniformiza si corecta erorile de la finisarea bruta pe coarda.

Trecerea la finisarea fina se face dupa o curatare buna a postului de lucru si a discurilor de sticla, apoi se trece la urmatorul abraziv mai fin folosind curse centru peste centru, 1/3 din diametru in functie de cum se sterge urma de carioca trasata la inceputul fiecarei sesiuni de slefuire. La finalcopul este de a elimina gropitele ramase de la fostul abraziv si corectaea erorilor de la finisarea bruta, apoi discurile sa ajunga sa se conformeze un pe celalat in asa fel incat sa se imbuce perfect unul fata de altul si sa avem o suprafata sferica.

Regulile pentru șlefuire rămân clare: se adaugă abraziv proaspăt dupa ce sa epuziat sarja anterioara, se aplică presiune și se lucrează comod, la masă sau pe un taburet. Se poate monta un suport din lemn tare pe taburet (cu un șurub central) pentru a roti placa circulară. Deasupra suportului se pune placa principală, iar peste ea suportul principal pe care sta lentila fixata itre 3 suruburi. Astfel, poți roti suportul de jos într-un sens, în timp ce rotești lentila cu 15-20° în sensul opus. Acest mecanism de șlefuire este comod și produce suprafețe foarte bine șlefuite, perfect uniforme. Nu este obligatoriu să perforezi taburetul; este suficient să rotești matrița de dedesubt pe un ziar și poți lucra inclusiv în bucătărie.

Cel mai bine este să stai la masă, deoarece ai un control excelent al mișcărilor. Din picioare este mult mai greu de gestionat un diametru atât de mic. Regula de aur rămâne reînnoirea abrazivului: dacă șlefuiești cinci minute cu o singură șarjă, freci în gol.

Nu este indicat sa te extinzi prea mult, in momentul in care abrazivul are aceiasi culoare si s-a epuizat, la finalul unei slefuiri pe o anumita fata a lentilei, trebuie neaparat oprita finisarea, spalate discurile in castronul cu apa si continuat finisarea. Ideal este sa termini de finisat o fata a lentilei cu abraziv pana elimini gropitele complet si incerci sa aduci discurile impreuna in asa fel incat sa se imbuce unul pe celalalt iar apoi sa continui fata cealata a lentilei tot cu finisare MOT si TOT. O alta chestiune este faptulc a la asa diametru mic trebuie avut grija ca distanta focala scade repede si trebuie avut grijsa sa nu scazi prea mult ori sa o lungesti prea tare.

Slefuirea fina a lentilei de 34mm focala 1230mm se vede ca culoarea abrazivului este uniforma peste tot

Slefuirea fina a lentilei de 34mm focala 1230mm

Polisarea a doua lentile de 34mm diametru

Polisarea pe pasla a doua lentile de 34mm diametur brut

Polisarea unei lentile de 36mm diametru

Polisarea unei lentile de 36mm diametru focala 1700mm

Polisarea e doua lentile

Polisarea a doua lentile pe pasla de 36mm diametru brut focala 1.7m si de 34mm focala 1230mm

Singurele lentile care au ieșit bine la polizarea manuală, folosind pâslă autoadezivă de 1 mm grosime, sunt cele de 34 mm diametru brut.Incepand cu un diametru brut de 36mm ai deja o figura buna a lentilei dupa polisarea pe pasla. Lentilele de 38 mm au ieșit și ele bune, dar figura lor optică nu se compară cu a celor de 34 mm. Oare de ce? Diametrul mic este mai ușor de controlat și mai puțin supus greșelilor, în timp ce la lentilele mai mari de 38 mm, polizate pe pâslă, figura optică începe să se degradeze. Acest lucru are de-a face direct cu diametrul; pâsla strică figura lentilelor mari, dar reușește să producă suprafețe bune la cele mici. Pâsla modifică suprafața indiferent cât de bine ai șlefuit discurile anterior.

De azi înainte voi finisa doar lentile mici, de 34 mm. Se potrivesc foarte bine pe pâslă, nu apar multe defecte, iar polizarea este mult mai rapidă decât în cazul lentilelor mari sau a celor polizate pe smoală optică. Am renunțat la diametrele mari pentru că, în fond, chiar dacă le finisez bine, la polizarea pe pâslă ies prost. Trebuie redusă apertura cu cât lentila este mai mare: o lentilă de 50-60 mm polizată pe pâslă trebuie diafragmată la 30 mm. Prin comparație, o lentilă de 34 mm diametru brut, cu focală de 1,2 m, se poate folosi la 28 mm apertură, iar la o focală de 2 m, la aproape 30 mm – un avantaj enorm.

Am început lucrul la două lentile de 34 mm. Una are focala în jur de 1 m (replică Galileo cu 15 mm diametru observabil), este plan-convexă și a ieșit foarte bine. A doua are focala de 1230 mm și este mult mai bună pentru că este biconvexă. Partea plană a sticlei float poate fi acceptabilă uneori, dar la majoritatea exemplarelor este oribilă. De aceea, este indicat să șlefuiești ambele părți pe o matriță: o față a lentilei se șlefuiește pe matriță, iar apoi se inversează. Astfel, matrița devine biconcavă (negativă), iar lentila biconvexă (pozitivă). Această lentilă de 1230 mm se poate folosi de la 28 mm în jos, incredibil de bine pentru o polizare pe pâslă. Lentila cu focală peste 2 m a ieșit impecabil și s-ar putea să o păstrăm la diametrul maxim.

Primele seturi de lentile de 47 si 52mm de anul trecut, șlefuite pe matriță mare de 95mm, nu au fost polizate complet pe hârtie. Desi calitatea optica este foarte buna si funizeaza imagini calumea de tot, hârtia nu lasă un aspect lemon peel (coajă de lămâie / portocală), dar nu aduce suprafața la un luciu perfect precum pasla. La testul cu LED, lentila pare încețoșată, plină de micro-cratere (pinholes). Dacă polizezi prea mult pe hârtie sau faci schimburi dese de material, riști să distrugi figura optică. Cert este ca hartia nu mai este atat de buna precum era atunci cad au fost tiparite aceste carti si astfel cu timpul s-a degradat. Cea ce rezulta pana la urma intr-o polisare care nu este pana la capat si lasa cu timpul probleme daca este extinsa prea mult. Atat figura lentilei va suferi cat si practiv polisarea va degresa si astfel se va opri la un momendat. Acest lucru il are de aface si cu finisarea care nu sa putut realiza pana la capat cat si calitatea hartiei nu mai este ce a fost vreodata.

M-am decis să realizez lentilele folosind tehnica modernă Center Over Center, alternând MOT (Mirror/Lens on Top) și TOT (Tool on Top). Se începe cu șlefuirea abrazivă (grana 320). Spre finalul finisării brute, discul superior se deplasează mai spre centru. La șlefuirea fină se folosesc mișcări Center Over Center până se uniformizează discurile și dispar micro-gropițele. La polizare este indicat să lucrezi mai mult cu lentila dedesubt (TOT), alternând mișcările scurte cu cele lungi, după cum cere sticla.

Urmează testul optic (autocolimație cu oglindă plană). Polizarea ambelor fețe durează cam două ore. Este obligatoriu să faci pauze pentru a-ți odihni degetele; din cauza presiunii continue pe discuri apar furnicături și degetele se umflă.

Startul slefuirii discurile de 34mm sunt pregatite

Finisarea bruta cu 320 lentila 34mm focala 2m

Finisarea fina cu 400

La fninalul slefuirii fine cu abraziv 400 trebuie sa eliminam gropitele de la abrazivul de 320 si sa avem culoarea abrazivului uniforma peste tot, iar urma de carioca sa se stearga uniform pe loc.

Finisarea fina cu 25 microni