FABRICATION DES LENTILLES OPHTALMIQUES

I ÉLABORATION DU VERRE
II DEFAUTS DE FABRICATION

I ÉLABORATION DU VERRE
1°) COMPOSANTS
Les composants du verre constituent le mélange vitrifiable qui est introduit dans le four sous forme de matières premières de grande pureté. Les composants de base sont introduits sous forme de sable déferrisé et de feldspath, les oxydes alcalins sous forme de carbonates ou de nitrates. A ces composants de base, s'ajoutent beaucoup d'autres produits comme en particulier des terres rares.
Les principaux composants sont:
a) Oxydes formateurs de réseaux
Ils sont à la base de toute composition, ils pourraient à eux seuls constituer un verre. Ex: silice (Si O2)
b) Oxydes modificateurs
Ils ont pour fonction de modifier les propriétés de base apportées par les oxydes formateurs. Ils peuvent agir aussi bien sur la viscosité que sur les propriétés électriques ou le coefficient de dilatation. Ex: potasse, soude
c) Oxydes intermédiaires
Certains oxydes se comportent selon la composition soit comme formateurs soit comme modificateurs, ils sont nommés intermédiaires. Ex: alumine, oxyde de zinc, Oxyde de titane.
d)Affinants
Ils ont pour fonction de favoriser l'élimination des inclusions gazeuses. Ex: oxyde d'antimoine
e) Colorants
Leur absence, même à des concentrations très faibles, est nécessaire à l'obtention de verre blanc. Leur présence volontaire, provoque une absorption sélective de certaines longueurs d'onde du spectre, ce qui détermine la teinte. Ex: oxyde ferreux FeO, par absorption dans le rouge donne une couleur bleue (il absorbe le rouge et ne laisse passer que le bleu).
- Oxyde ferrique Fe2O3, par absorption dans le violet et le bleu donne un jaune verdâtre
- Des terres rares (Néodyme, Erbium,..) sont très utiles à l'obtention de coloration.
2°) ELABORATION
Les composants sont pesés avec précision pour respecter les quantités de matières requises. La précision peut atteindre 1 pour 10000. Le brassage est réalisé dans un mélangeur pendant un temps déterminé selon la qualité du verre. Les compositions sont ensuite introduites dans la partie du four où a lieu la fusion.
a) fusion
La composition est introduite dans le four en mélange avec du calcin qui est du verre récupéré et broyé ayant même composition que celui que l'on veut obtenir. Il facilite la fusion de la composition. Le four est porté à la température de 1100° à 1500°C. Le bain de verre atteint une viscosité de 100 à 200 poises. Différents matériaux réfractaires sont utilisés pour la construction du four. Les fours sont chauffés par du gaz, du fuel, ou par électricité. Dans le cas de chauffage électrique, on profite de la particularité du verre d'être conducteur d'électricité à haute température alors qu'il est isolant à température ambiante.
b) Affinage
Il consiste à augmenter la température pour rendre le verre plus liquide avec une viscosité de l'ordre de 50 poises, afin d'éliminer les gaz résiduels après fusion. Compte tenu des hautes températures, des matériaux réfractaires classiques ne peuvent être employés, car ils seraient attaqués et introduiraient des impuretés dans le verre. On utilise du platine inoxydable et inattaquable par le verre chaud.
c) Conditionnement
A ce stade, le verre est à trop haute température pour être utilisé tel quel, formé ou moulé. Il faut descendre avec précision la température. Pour arriver à un verre parfaitement homogène on procède à ce stade à un brassage mécanique appelé guinandage du nom de son créateur Guinand. Après ces opérations, le verre sort des tubes de coulées à des viscosités variant entre 100 et 1000 poises
d) Distribution
Cette opération consiste à donner aux presses des quantités de verre de poids constant. Le filet de verre sort d'un tube de coulée à un débit stable et est coupé par des ciseaux en acier spéciaux. Les quantités de verre de poids constant sont appelées paraisons.
3°) PRESSAGE AUTOMATIQUE
Les paraisons tombent dans des moules qui se trouvent sur le plateau tournant de la presse. Chaque position de la presse correspond à une phase précise du travail: chargement, pressage, refroidissement, démoulage. Ce système de pressage permet d'obtenir plusieurs milliers de moulages à l'heure. L'outillage de pressage détermine les caractéristiques dimensionnelles du moulage. Il comporte quatre parties: la bague, le plan, le poinçon, le cercle. Après ce stade, les lentilles passent à l'aide d'un tapis roulant dans une arche de recuisson pour diminuer les tensions internes d'ordre thermique. Le moulage est porté jusqu'à des températures de 500° à 700° puis refroidi lentement avant d'être emballé dans des boîtes en carton.

II DEFAUTS DE FABRICATION
a) Les pierres Elles proviennent soit d'une fusion incomplète de certains composants du verre, soit de la présence de corps étranger non fusible, soit d'une amorce de cristallisation. Elles se présentent sous la forme de particules opaques visibles par transparence.
b) Les bulles Ce sont de petites masses gazeuses dues à un affinage insuffisant. Peu gênantes dans certains verres. Elles le rendent inutilisable en lunetterie
c) Les fils Un défaut de guinandage en est la cause. Ils ont pour origine un manque d'homogénéité du verre au niveau de l'indice. Ils ressemblent à des coulées de sirop et peuvent atteindre l'apparence de feuillets.