Intoarcerea la origini

 Ziua buna Cloupou

Analizând cu maximă rigoare propriul meu procedeu de șlefuire și lustruire, constat că acesta conține un nucleu tehnic solid, dar necesită o triere absolut nemiloasă a afirmațiilor istorice față de sursele primare. Separ astfel clar faptele documentate istoric de consecințele fizice demonstrabile ale mecanicii de șlefuire și de ipotezele mele empirice.

În primul rând, raportul de 2,5 ori între diametrul matriței și cel al lentilei, pe care l-am considerat inițial ca fiind o „tehnică Huygeană”, nu rezistă la o verificare strictă a surselor. Cercetările mele pe documentele primare stabilesc clar că metodologia lui Huygens folosea un raport de 3:1 pentru lentile scurte și abrupte, și de aproximativ 1,71:1 pentru obiective lungi și puțin curbate, categorie în care se încadrează lentilele mele tip Campani. Valoarea de 2,5 este o medie empirică (2,355), nu o cifră lăsată de Huygens. Totuși, raportul de 2,5:1 este valid ca practică istorică de atelier, deoarece propria mea catalogare a matrițelor și lentilelor Campani supraviețuitoare demonstrează o variație documentată între 1,18 și 2,94. Prin urmare, cifra de 2,5 aparține regimului meu empiric perfect adaptat stilului Campani, dar nu îi pot atribui o paternitate Huygeană directă în manuscris.

În al doilea rând, supun unei critici propriul meu setup anterior de 2:1 (matriță de 95mm pentru lentilă de 47mm), pe care îl validasem pentru obiective lungi, dar care acum s-a dovedit problematic, matrița părând „prea mică”. Ca optician, nu pot atribui automat eșecul dimensiunii matriței fără să elimin variabilele concurente, precum calitatea sticlei, secvența de granulație sau mecanica curselor. Analizându-mi însă propriul sistem de sculărie, am construit deja sferometre pentru grupele de matrițe de 96, 106, 116 și 126mm. Cât și pentru lentile de 38mm, 46mm 51mm, 56mm și 61mm. Matrițele de 116 și 126mm folosite pentru lentile de 46mm, respectiv 50mm, returnează exact raportul meu de 2,5:1. Prin extrapolare, grupa de 96mm corespunde unei lentile de aproximativ 38mm, adică exact diametrul lotului meu curent. Asta dovedește că raportul de 2,5:1 nu este o improvizație, ci un parametru solid al matritei pe care am proiectat-o anterior.

Pentru stadiul treceri la lentile mai mari diametrul matritei trebuie sa creasca, pentru lentile de 46mm matrita trebuie sa aba 116mm diametru, pentru lentile de 51mm diametru matrita trebuie sa aiba 126mm diametru.

Trecând la mecanica curselor mele, observația că poziția pe matrița mare dictează zona erodată este complet susținută de legea lui Preston. Viteza de îndepărtare a materialului este proporțională cu presiunea locală și viteza de alunecare integrate în timp. Lucrând exclusiv în centrul matriței fixe, abraziunea ar trebui să fie uniformă, similar curselor clasice de o treime din diametru. Faptul că observ o uzură la marginea lentilei indică prezența clasicului defect de „margine coborâtă” (turned-down edge, TDE), inerent șlefuirii manuale din cauza presiunii asimetrice a degetelor și a sculelor semirigide, precum hârtia pe suport dur. Defectul vine din biomecanică și din lipsa sprijinului marginal, nu neapărat din dimensiunea matriței.

În schimb, când împing lentila spre marginea matriței, aplic principiul „supraatârnării”: zona de contact scade, presiunea se concentrează, iar prin simetria mișcării, se erodează preferențial centrul lentilei. Trebuie să corectez însă o formulare laxă: eroziunea centrului scade focala (micșorează raza de curbură) DOAR dacă sticla este inițial mai plată decât matrița, cum este cazul lentilelor mele reciclate. Odată mulată complet, raza e dată de matriță, nu de șlefuirea locală. Regimul meu de curse funcționează magistral ca o corecție zonală pentru a aduce blank-uri diferite la aceeași rază țintă. Coerența modelului se confirmă: cursele centrale îmi erodează marginea, cele periferice îmi erodează centrul, ceea ce explică perfect de ce la lentilele de 47mm, încheind cu curse scurte (TOT), am obținut un „centru înalt''.

Acum, Cloupou analizează dacă prelucrarea lentilelor de diametru mare este justificată. Din punct de vedere comercial, lentilele mari au o viteză de rotație scăzută; din punct de vedere optic, distanțele focale rezultate sunt prea lungi. Prin urmare, ne limităm la un diametru de aproximativ 46 mm, adecvat pentru toleranțele mecanice ale telescoapelor cu tub optic din carton.

Un diametru de 51 mm reprezintă limita maximă practică pentru un blank prelucrat pe o matriță cu diametrul de 126 mm. Pe această matriță, spațiul de lucru este suficient pentru execuția curselor în «W» (mișcări în zig-zag), inclusiv pentru prelucrarea unor lentile mult mai mici (de ex. 5-6 mm). Problema principală a lentilelor mari este timpul îndelungat de șlefuire. Deoarece matrițele pot prezenta abateri minore de la sfericitatea ideală, uniformizarea suprafețelor (atingerea conformității perfecte între piesă și sculă) consumă mult timp. Acest proces necesită reîmprospătarea continuă a șarjelor de abraziv, deoarece carbura de siliciu (carborundumul) este puternic friabilă și granulele sale se sparg (își pierd muchiile tăietoare) foarte rapid sub frecare.

Imagini slefuirea fina cu 400 se pot observa cursele

Finisarea cu 400 video

Practica mea de a marca un cerc de 80mm pe matrița de 95mm este esențială. Trebuie totuși să monitorizez atent granița dintre zona lucrată și cea plată, deoarece la limita de 40mm de la centru se poate forma un „prag” care se va imprima ca o discontinuitate inelară pe lentilă.

Pilonul de rezistență al analizei mele optice este diagnosticarea eșecului lustruirii pe hârtie. Spre deosebire de smoală, care curge și se mulează termoplastic pe figura reziduală a lentilei, hârtia este un suport semirigid ce lustruiește exclusiv zonele de contact fizic perfect. „Gropile” apărute în centrul lentilelor mele demonstrează necruțător că orice toleranță în șlefuirea grosieră se traduce în eșec pe hârtie.

Acest fapt mă obligă să refac ipotezele experimentale privind lustruirea. Anterior, conform lui Bondaroy, am atribuit eșecul cu tripoli pe hârtie lipsei apei (umed vs. uscat). Acum, obținând rezultate bune lucrând uscat cu oxid de ceriu, realizez că eșecul anterior putea fi cauzat de o finisare insuficientă în centru, nu neapărat de mediu. Pentru a avea concluzii antiglonț, voi face un test cu o singură variabilă: două blank-uri cu aceeași sfericitate perfectă, lustruite unul umed, altul uscat, fără a amesteca variabilele.

Abordând granulația, nu pot menține afirmația că tripoli-ul lui Campani se descompunea „sub 0,5 microni”. Niciun optician din secolul XVII nu putea efectua astfel de măsurători, iar sursele moderne pentru tripoli procesat indică granulații între 0,5 și 10 microni, sau 0,5–5 microni pentru lustruirea optică. Deși mineralul natural conține cristalite sub-micronice, eliberarea lor pură prin frecare este nedemonstrabilă, deci mențiunea din manuscris trebuie limitată la o descriere calitativă a fineții.

Mai mult, folosind oxid de ceriu gradat la 0,2 microni, depășesc cert finețea lui Campani. Dacă urmăresc fidelitatea istorică, inclusiv semnătura specifică de suprafață tip „șenilă” observată interferometric de Nomarski (în studiile Molesini/Miniati), trebuie să testez dacă abrazivul modern nu cumva îmi șterge aceste urme lăsate istoric de tripoli-ul mai grosier pe hârtie.

Revenind la etapa de șlefuire cu granulația 400, este esențial să menținem aceeași cinematică a curselor. Mai exact, începând cu abrazivul de 320, se pot iniția cursele în «W» (în zig-zag), permițând astfel ca, în timp, curbura lentilei să se conformeze perfect pe profilul matriței. În cazul lentilelor cu diametrul mai mare de 38 mm, volumul de sticlă ce trebuie îndepărtat este semnificativ mai mare pentru a atinge raza de curbură (și implicit distanța focală) vizată. Prin urmare, este necesară utilizarea inițială a unui abraziv mai grosier. Cu cât diametrul blank-ului lentilei crește, cu atât etapa de șlefuire grosieră necesită excavație masivă. Din punctul meu de vedere, pentru a preveni șlefuirea în gol (pierderea acțiunii de tăiere prin uzura granulelor), este crucială reîmprospătarea constantă a șarjei de abraziv, principiu valabil atât în faza de șlefuire grosieră, cât și în cea fină..

Finisarea cu 25 micron

Etapa de 25 de microni reprezintă continuarea șlefuirii fine. Deși permit o ajustare infinitezimală a distanței focale, granulațiile fine nu sunt destinate modificării razei de curbură. Pe parcursul șlefuirii, distanța focală a lentilei se modifică în funcție de cinematica curselor. Dacă se execută preponderent curse în centrul matriței, se excavează marginea lentilei (raza de curbură scade, deci focala se scurtează). Viteza de abratare scade proporțional cu dimensiunea granulei abrazive. Invers, dacă se execută curse periferice (pe marginea matriței), efectul de supraatârnare determină excavația centrului lentilei (raza de curbură crește, aplatizând figura și lungind focala).

Etapa de 25 de microni este critică pentru eliminarea micro-craterele lăsate de granulațiile grosiere și pentru uniformizarea suprafeței. Am observat că, spre deosebire de metoda clasică (unde matrița și lentila au diametre egale, raport 1:1), lucrul cu o matriță supradimensionată impune extinderea timpului de prelucrare la granulațiile finale (de ex. 15 microni) pentru a obține o suprafață perfect netedă.

Prelucrarea nu se poate finaliza într-o singură sesiune. Sunt necesare cicluri succesive de 5-6 minute (durata optimă de tăiere a unei șarje de abraziv pe o matriță). Obiectivul este prevenirea deformării figurii matriței (apariția erorilor zonale sau a inelelor înălțate). Astfel, șlefuirea continuă până la epuizarea șarjei, după care se trece la prelucrarea următoarei lentile din lot cu același abraziv de 25 de microni, aplicând un sistem de rotație (round-robin). Repetarea ciclului pe un lot de trei lentile previne uzura asimetrică a sculei, volumul de muncă per matriță fiind substanțial.

Finisarea cu 15 microni

În etapa de șlefuire fină cu abraziv de 15 microni, suprafața este netezită considerabil, eliminând micro-fracturile (pitting-ul) lăsate de granulația de 25 de microni. Este necesar un timp de lucru extins cu acest penultim abraziv pentru a atinge stadiul corect. Deși teoretic permite o ajustare infinitezimală a distanței focale, capacitatea sa de excavație este neglijabilă. Cinematica curselor rămâne neschimbată (tip «W» sau zig-zag), acest tipar asigurând o uniformitate geometrică superioară pe sculă. Finisarea cu 15 microni, echivalentă granulometric cu o carbură de siliciu de tip 600, trebuie executată riguros până la ștergerea completă a oricărui defect rezidual din etapele anterioare, aplicând șarje noi de abraziv pentru a asigura o tranziție perfectă către ultima etapă de șlefuire.

Etapa de finisare fina cu 9 microni a decurs foarte bine dar evident ca timpul de lucru sa fie extins pentru o netezire buna si un contact bun la final.

Aceasta etapa este cea mai cruciala fiind ca de aici se dicteaza calitatea optica si figura lentilei, trebuie efectat un test al creionului pentru a vedea daca discurile sunt in contact bun cu matrita.

La final polisareaa fost facuta pe hartie asa cum am planuit dar din neferice acestea nu s-au polisat avand aceleasi probleme cu hartia.

Am folosit hartie din anii 30 donata de Walter Sthepani si hartia mea de carte ambele avand acelasi compotament la polisare.

In mod sigur acuma stiu foarte clar care este vina, hartia nu este cea ce trebuie pentru polisare sau metoda de lucru nu este care trebuie.

Asa ca am inceput refinisarea lentilelor cu 25 microni 15 microni si 9 microni pe hartie cu oxid de aluminiu, astfel incat la final am polisat cu Tripoli.

Din pacate hartia a creat mari probleme, lentilele nu sau finisat ci mai degraba sau regresat mult in lucru folosind finisarea fina pe hartie, care a creat noi gropite.

Am schimbat matritele cu una mai plata alta putin mai concava pentru a vedea cum lucreaza, dar la fel lentilele nu au avansat in polisare si au distrus practic figura lentilei. Lentilele au ramas pana la urma semitransparente.

De vina  hartia pare sa fie marele dezavantaj, adica patul de polisare nu este cea ce trebuie, hartia semivelina din pulpa de lemn chiar si lipita sau lucrata manual precum cea a lui Walter din anii 30 nu a facut o polisare buna chiar daca lentilele au fost finisate bine.

De regula singura soltie este pana la urma polisarea pe pasla lipita de matrita mare, care in general consuma foarte mult oxid de ceriu de accea trebuie sa comand cel putin 1kg de oxid de ceriu cu dimensiunea particulelor de 1-2um, altfel nu se poate.

Folosind pasla va fi mult mai usor sa lucrez cu lentilele, dar implica folosirea unei cantitati mai mare de oxid de ceriu.

Metoda de lucru cu matrita de 2x diametru lentilei folosind curse W sau zig zag decurge la fel de bine daca reusesti sa mentii cursele foarte bine distribuite in asa fel incat lentila sa fie uzata uniform cat de cat bine.

Daca lentila este finisata mai bine la margine fata de centru va indica un TDE mai mare iar daca lentila este finisata doar la centru va avea un defect central numit adancitura care va crea probleme, ambele cazuri pot duce la probleme majore care nu pot fi corectate de pasla.

De aceea este foarte important ca lentilele finisate sa fie bine slefuite indiviual pe ambele fete folosind miscarile descrise mai sus. Cu o lentila mai mare de 46mm pe matrita de 96mm va decurge mai repede finisarea adica lentila se va uza mai rapid si matrita cu timpul se va adancii mai tare astfel este indicat sa incep cu un abraziv mai fin ca mai apoi sa pot avea timp indelungat de eliminat gropitele.

Desigur acest sistem de lucru pe matrita supradiametrala poate fi folosit mecanizat pe o masina de slefuit astfel uzura va fi mai uniforma si finisarea va decurge mai rapid si eficient folosind miscarile descrise in zig zag sau curse W centru margine.