Точение выпуклой поверхности жестких контактных линз на сферотокарном станке

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ЧАСТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «КОЛЛЕДЖ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИИ? И СЕРВИСА «ГАЛАКТИКА»

Специальность: 31.02.04 Медицинская оптика

КУРСОВАЯ РАБОТА

по учебной дисциплине «Технология изготовления контактных линз»

на тему: «Точение выпуклой поверхности жестких контактных линз на сферотокарном станке»

Студент:

Давыдова Дарья Валерьевна

Москва 2020 г.

Введение

Контактными линзами называют небольшие прозрачные линзы, которые надевают непосредственно на радужку глаза. Основное предназначение таких линз -- коррекция аномалий рефракции зрения (повышения его остроты). Исключение составляют декоративные и косметические виды контактных линз, которые в основном используют в качестве украшения, хотя нередко и они выполняют двойную функцию -- коррекции зрения и украшения глаз.

По данным статистики контактными линзами пользуются не менее 125 миллионов человек, что составляет примерно 2% всей популяции. Более 40% пользователей контактных линз -- это молодежь в возрасте 12-25 лет.

Люди применяют контактные линзы по оптическим или функциональным причинам. Линзы, в сравнении с очками, как правило, способны обеспечить лучшее периферийное зрение и не «запотевают» в экстремальную погоду (дождь, снег, влажность). Это делает их более приспособленными для использования на открытом воздухе, особенно при активных занятиях спортом. Существует и ряд офтальмологических заболеваний (к примеру, анизейкория, кератоконус и пр.) исправление которых более эффективно при ношении контактных линз, а не очков.

Основным оптическим отличием контактных линз от очков является отсутствие расстояния между глазом и оптическим стеклом, что обеспечивает дисторсию -- видимость предметов без искажений.

Сфера контактной коррекции зрения непрерывно развивается. Постоянные эксперименты, новые технологии, совершенствование материалов и состава линзы -- то, чем заняты лучшие специалисты ведущих оптических компаний. Из года в год разрабатываются новые материалы и новые дизайны контактных линз. Среди последних достижений отрасли: мультифокальные линзы, линзы для контроля прогрессирующей миопии, ортокератологические контактные линзы.

До того, как мир впервые узнал о контактной коррекции, многие ученые по всему миру трудились над созданием улучшающих зрение приборов. Первые попытки создать нечто похожее на линзы присваивают величайшему ученому и художнику Леонардо Да Винчи. Его линза представляла собой прозрачный стеклянный шар, заполненный водой, через который осматриваемые предметы казались больше.

Через столетие Рене Декарт создал свою линзу. Это была тонкая длинная трубка, тоже с водой. На одном конце к ней крепилось увеличительное стекло, другим концом трубка «контактировала» с глазом.

В 1888 году появились первые аналоги современных мягких контактных линз. Стеклянный прибор самостоятельно держался на глазу, но при этом полностью закрывал глазное яблоко, что создавало дискомфорт.

В 40-х годах двадцатого столетия были созданы первые линзы из жесткого пластика. Они оказались намного меньше предшественников по размеру, однако материал был неудобен в носке и порой даже мог травмировать глаз.

Настоящий переворот в индустрии контактной коррекции произошел в начале 50-х годов прошлого века. Двум чешским ученым, Отто Вихтерле и Драгославу Лиму, удалось синтезировать абсолютно новый материал, где 38% от собственной массы линзы составляла вода. Благодаря водному компоненту был получен мягкий полимер -- материал для первых в истории эластичных контактных приборов.

Контактные линзы очень популярны в США, в Японии, почти во всех странах Европы, на Ближнем и Дальнем Востоке. Почти 50% пользователей контактных линз -- это молодые люди в возрасте от 18 до 25 лет. А среди тех, кто надевает контактные линзы впервые, эта возрастная группа составляет почти 80%.

Целью работы является изучение особенностей точения выпуклой поверхности жестких контактных линз на сферотокарном станке.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

· рассмотреть классификацию контактных линз;

· описать оборудование, применяемое для изготовления контактных линз;

· описать методы производства контактных линз;

· изучить технологию изготовления жестких контактных линз методом точения.

В курсовой работе исследована отечественная учебная и периодическая литература, а также электронные источники.

Курсовая работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Во введении обоснована актуальность выбранной темы, а также намечены цели и задачи предстоящего исследования. В первой главе описаны разновидности контактных линз по материалу. Во второй главе описано оборудование, применяемое для производства контактных линз. В третьей главе перечислены методы производства контактных линз. Четвертая глава описывает технологии изготовления жестких контактных линз. В заключении сделаны краткие выводы по теме работы.

Глава 1. Контактная коррекция зрения

Сегодня для контактных линз применяют массу классификаций: по материалу изготовления, по частоте замены (срок, по истечению которого линзы заменяют на новые), по режиму их ношения (дневной, пролонгированный, непрерывный и пр.), по конструкции (сферические, торические, мультифокальные), по степени прозрачности/окрасу (прозрачные, цветные, декоративные). Но все они подразделяются на две основные группы: мягкие линзы и жесткие.

1.1 Мягкие контактные линзы

Мягкие контактные линзы являются самым распространенным видом. Назначаются они людям с дальнозоркостью, близорукостью, астигматизмом и старческой дальнозоркостью. Также их можно использовать в лечебных целях (например, когда присутствует необходимость внести лекарственные препараты в глаза или защитить их, чтобы ускорить процесс заживления).

Их преимущества:

· комфорт в ношении;

· способность впитывать в себя влагу;

· способность пропускать воздух;

· они не ощущаются на сетчатке.

Виды мягких контактных линз:

· гидрогелевые -- в них содержится высокий процент влаги, а поверхность очень гладкая, эластичная и упругая;

· силикон-гидрогелевые -- характеризуются высоким показателем кислородной проницаемости, а также они хорошо держат форму.

Этот тип не используется при наличии дефектов формы роговицы. В силу своей эластичности линзы не оказывают должного эффекта. Недостатком таких линз является то, что при высыхании они становятся твердыми и ломкими, поэтому их можно хранить лишь в специальном растворе. Также они требуют бережного обращения, потому что легко могут порваться.

1.2 Жесткие контактные линзы

Жесткие контактные линзы назначают офтальмологи в тех случаях, когда у пациента наблюдается изменение формы роговицы, которую невозможно исправить при помощи мягкого вида. Это может быть, например, астигамтизм. Процесс адаптации к ним занимает некоторое время. В самом начале ношения они ощущаются на глазах. Особенно это чувствуется при моргании. Главная особенность жестких контактных линз -- они изготавливаются в специальных лабораториях по индивидуальным параметрам пациента, так как необходимо точное соответствие внутренней поверхности линзы роговице.

Виды контактных линз для глаз жесткого типа: газонепроницаемые -- сквозь них не проникает кислород; газопроницаемые. Достоинства таких линз: более долговечны; хорошо держат форму; дают ясное и четкое изображение; легче очищаются от загрязнений. Согласно статистическим данным, во всем мире всего 10% пациентов носит жесткие контактные линзы. Остальные 90% используют мягкие. Жесткий тип назначается при тяжелых формах астигматизма и кератоконуса. В процессе создания таких линз используются более жесткие материалы. Они первое время ощущаются на глазах при каждом моргании и процесс привыкания занимает время. Зато этот тип прекрасно сохраняет свою форму и долговечен, а еще, как правило, не вызывает аллергических реакций, так как отложения на жестких линзах образовываются медленнее, чем в случае с мягкими линзами.

Преимущество жёстких контактных линз состоит в том, что с их помощью можно корректировать сложные дефекты зрения, которые не поддаются корректировке мягкими линзами (кератоконус или деформация роговицы после травмы или операции, а также некоторые случаи астигматизма). Жёсткие контактные линзы изготавливаются индивидуально под каждого пациента, поэтому они максимально учитывают особенности глаз и позволяют проводить точную коррекцию зрения. При этом служить такие линзы могут гораздо дольше мягких - при правильном уходе жёсткие контактные линзы можно применять несколько лет (разумеется, при сохранении показателей зрения).

Несмотря на то, что привыкание к жёстким контактным линзам требует больше времени, чем для мягких линз, из-за твёрдого материала и меньшего диаметра самой линзы, при ношении они имеют ряд преимуществ. Жёсткие линзы не содержат воду, поэтому они не пересыхают и не вызывают чувство сухости, не требуют дополнительного увлажнения и не приводят к «синдрому сухого глаза». Кроме этого, материал современных газопроницаемых жёстких контактных линз позволяет достаточному количеству кислорода поступать к роговице глаза, обеспечивая нормальный метаболизм и здоровье глаз, а также комфорт при ношении. И ещё одна отличительная особенность жёстких линз - на них медленнее скапливаются отложения, поэтому в них риск инфицирования глаз и воспалений небольшой и уход за ними проще.

Однако стоит помнить, что жёсткие контактные линзы всё же уступают мягким линзам в комфорте ношения. Они также требуют более тщательной, длительной и дорогой процедуры подбора и индивидуального изготовления [1].

Глава 2. Оборудование, применяемое для производства контактных линз

2.1 Сферотокарный станок для изготовления контактных линз

Общий вид станка с продольным разрезом по оси симметрии представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 -- Сферотокарный станок для изготовления контактных линз, продольный разрез по оси симметрии

Шпиндель (1) станка размещен в направляющей гильзе (2), которая через стойку (3) крепится на основание (4). Маховик (5) жестко закреплен на гайке (6) и предназначен для продольного перемещения шпинделя (1) с помощью винта (7), подающий конец которого соединен с корпусом шпинделя (1). Все перечисленные элементы расположены на одной оси. В гильзе (2) имеется шпоночный паз (8). Шпонка (9) служит для преобразования вращательного движения маховика (5) в продольное перемещение шпинделя (1). В направляющей гильзе 2 профрезеровано окно (10), через которое на вал (11) шпинделя надет резиновый пасик (12) для передачи вращения валу от электродвигателя. Стакан поворотного суппорта закреплен на основании (4) и состоит из корпуса (13), в котором расположен вал (14). На верхнем конце вала крепится поворотный суппорт (15). Другой конец вала опирается на крышку (16) вкрученным в него винтом (17) регулировки через шарик (18). Регулировочная скоба (19) с винтами (20) и штифтом (21) расположены на основании (4) и предназначены для настройки направления винтами (25). Для удобной и точной настройки резца (23) у корпуса суппорта (15) сделан скос, перпендикулярно телу резца. Резистор регулировки оборотов вмонтирован в корпус ручки (26) поворотного суппорта.

Станок работает следующим образом. Валу шпинделя пасиком в окно передается вращение от электродвигателя. Вращательное движение маховика, закрепленного на гайке через винт подачи, шпоночный паз и шпонку преобразуется в продольное дозированное перемещение шпинделя с обрабатываемой заготовкой. Установив поворотный суппорт перпендикулярно оси вращения шпинделя и фиксируя его в этом положении протачивают цилиндрическую поверхность нужного диаметра. Затем, повернув суппорт на 135-140 градусов, подводим заготовку маховиком к резцу обработки сферы. Подводя резец к центру заготовки, на несколько проходов протачиваем сферическую поверхность заданного радиуса. Настройка станка производится следующим образом. Ослабляя крепление стойки винтами регулировочной скобы, производим точную настройку направления оси шпинделя так, чтобы она проходила через центр вращения поворотного суппорта. Для настройки резца проточки сферы по высоте ослабляем винты крепления и отводим назад резцедержатель. Резец, упираясь в корпус поворотного суппорта, начинает подниматься, получая дозированное вертикальное смещение с точностью 0,002 мм. Контроль производится индикатором установки радиуса. Винтом регулировки высоты положения суппорта производится предварительная настройка положения поворотного суппорта по высоте [2].

2.2 Прецизионные высокоточные токарные станки

Прецизионные (высокоточные) координатные токарные станки имеют две оси движения (рисунок 2). На одной находится набор алмазных резцов и других инструментов, на другой -- шпиндель с контролируемой скоростью вращения. Оси станка расположены на специальных направляющих и движется на воздушной или магнитно-масляной подушке. Каждая из этих осей имеет шаговый серводвигатель, который обеспечивает точность подачи в пределах одного микрона.

Рисунок 2 -- Прецизионный токарный станок Series IV ALM/OTT компании DAC International (США)

Направляющие на воздушной подушке обеспечивают движение обеих осей станков-роботов. Благодаря высокоточным шаговым серводвигателям точность подачи составляет около одного микрона. Весь комплекс покоится на массивной на гранитной плите, лежащей на виброзащитном основании.

Роботы снабжены целым арсеналом инструментов: резцами -- черновым, чистовым и боковым, торическим (осциллирующим) инструментом, фрезой для вытачивания гаптических элементов и лазером для нанесения маркировки на линзы. До начала производства линз каждый станок ежедневно проходит настройку и калибровку по ряду параметров, чтобы обеспечить стандартную точность и воспроизводимость результата. Производство линз начинается с введения параметров линзы в компьютерную программу. Это может быть сделано с помощью удаленного компьютера, тогда результатом является создание распечатки рабочего файла со штрих-кодом.

Ввести параметры также можно непосредственно с помощью компьютера станка.

Каждый станок имеет свой собственный бортовой компьютер, а также возможность связи с удаленным компьютером [3].

Заготовка зажимается в цангу шпинделя. Сила сжатия подбирается так, чтобы крепление было достаточно прочным, но не приводило к механическим деформациям заготовки. Заготовка имеет определенный диаметр и плоскопараллельные поверхности.

Точение линзы начинается с того, что черновой резец начинает формировать заднюю поверхность, двигаясь по определенной траектории, заданной управляющей программой. За каждый проход убирается примерно 50 микрон толщины.

После того, как черновой резец окончил работу, в дело вступает чистовой резец. Это резец с контролируемой волнистостью края, убирает он не 50, а 20 микрон, и двигается значительно медленнее, что обеспечивает высокое качество получившейся поверхности.

Заканчивает изготовление задней поверхности боковой резец, который формирует край линзы. После этого полуготовая линза извлекается из цанги и производится первый контроль -- оценка кривизны и качества задней поверхности.

Потом задняя поверхность полируется. Для полировки используются специальные полирующие суспензии двух производителей: Contamac, Великобритания, и Bausch & Lomb, США.

После полировки производится контроль качества задней поверхности на предмет отсутствия царапин. Сканер считывает штрих-код с распечатки рабочего файла, в компьютер станка также вводится информация о центральной толщине полуготовой линзы.

После этого черновой резец начинает формирование передней поверхности линзы -- точно таким же образом, как это происходило с задней поверхностью.

Далее в дело вступает чистовой резец, который тоже имеет контролируемую волнистость края, и на этом формирование передней поверхности линзы заканчивается. Затем инфракрасный лазер наносит на переднюю поверхность линзы гравировку с основными параметрами, чтобы линзу впоследствии было легко идентифицировать (рисунок 3). Глубина гравировки не превышает двух процентов толщины линзы [3].

Рисунок 3 -- Пример гравировки на линзе

Глава 3. Методы производства контактных линз

Есть четыре основных вида производства контактных линз: центробежное формование, точение, литьё, прессование. Помимо этих методов есть еще комбинированные, которые могут объединять при производстве несколько основных технологий. Расскажем подробнее о каждом методе.

3.1 Центробежное формование

Именно этим способом впервые изготовили мягкие контактные линзы. Он был изобретен в 1960 году в Праге, на базе института макромолекулярной химии. Несмотря на свой возраст метод не устарел, и применяется даже в наше время. Суть метода заключается в том, что жидкость, вращаясь внутри центрифуги, постепенно превращается в твердое тело.

Все начинается с того, что жидкий мономер -- материал из которого и будет состоять линза, помещается в специальный цилиндр с вогнутым дном, который в дальнейшем будет раскручиваться центрифугой.

Центробежная сила прижимает мономер к дну цилиндра, заставляя его принять и сохранять вогнутую форму. Все это происходит при строго определенных температурном и скоростном режимах. В конце концов мономер затвердевает, и превращается в заготовку.

Далее заготовка отправляется на следующий этап производства, где ее насыщают водой, этот процесс называется гидратированием. Основная сложность здесь заключается в том, что после насыщения водой размер линзы изменяется, поэтому перед началом производства проводятся очень точные расчеты, позволяющие определить как именно изменятся размеры после гидратирования.

После успешного гидратирования линза проходит компьютерный фотоконтроль. На этом этапе проверяется ее размер, форма и качество полировки. Если фотоконтроль не выявил никаких нарушений, то линза отправляется на стерилизацию.

Во время стерилизации линза очищается от всех бактерий, которые могли попасть на нее в процессе производства. Главным оружием против микробов все еще служит УФ-излучение, но в ряде случаев может применяться микроволновое излучение, или химические вещества.

После стерилизации можно считать, что линза полностью готова. Теперь ее остается лишь окрасить в нужный цвет, если это необходимо, и упаковать. Перед отправкой партии в продажу остается только финальный тест. В рамках теста отбирается определенный процент линз из всей партии и отправляется в лабораторию, для финального контроля качества.

Несмотря на то, что это один из самых дешевых способов изготовления линз, он позволяет добиться достаточно неплохих показателей.

3.2 Точение

Этот способ применяется для производства как мягких, так и твердых линз.

В данном случае мономер затвердевает без использования центрифуги. После того, как заготовка застынет, ее отправляют на токарный станок с компьютерным управлением. Компьютер может придать заготовке самые сложные геометрические формы. Но этот способ очень требователен к условиям производства: температура должна держаться в районе 22 градусов, а влажность в районе 45%.

После вытачивания, линзы тщательно полируются. Когда процесс полировки завершен, линзы проходят путь аналогичный предыдущему методу: гидратируются, стерилизуются и проходят контроль качества.

Несмотря на то, что этот метод отличается от центробежного формирования всего одним этапом, он примерно в 4-5 раз дороже.

3.3 Литье

Метод более дешевый, относительно точения. В этом случае из металла предварительно отливается специальная матрица, которая будет служить формой для всей партии линз.

Затем, по форме этой матрицы, отливают полимерные формы-копии, в которых и будет находиться мономер. Вещество затвердевает внутри форм под воздействием УФ-лучей.

Что происходит далее, мы уже знаем -- отлитые линзы отправляются на полировку, гидратируются, тонируются и проходят контроль качества.

Но о методе полировки стоит рассказать отдельно.

После изобретения силикон-гидрогелевых линз, стали прибегать к технологии плазменной полировки -- линза помещается в специальную жидкость, через который пропускают электрический ток.

Такой метод позволяет увеличить показатель смачиваемости линзы. Таким способом сегодня производят контактные линзы плановой замены и около 50% одноразовых линз.

3.4 Прессование

Не самый популярный метод, схожий с литьем. В данном случае мономер не застывает внутри формы, из уже затвердевшего вещества создается “болванка”, которая прессуется заранее подготовленной формой. Возможен обратный вариант производства: сначала твердый полимер обогащают водой, а потом прессуют.

3.5 Комбинированные методы

Самым распространенным комбинированным методом является «Реверсивный процесс III». В этом случае передняя сторона линзы изготавливается с использованием технологии центробежного формования, а задняя -- при помощи точения. В результате передняя поверхность становится идеально гладкой, а задняя может иметь любую геометрическую форму.

Таким методом изготавливаются контактные линзы сложных форм, с высокими показателями кислородопроницаемости. К минусам можно отнести долгий процесс изготовления и высокую стоимость производства.

Это основные методы производства линз, которые используются сегодня, но это совершенно не «потолок». Сегодня изучаются и синтезируются новые материалы для производства линз. Вполне возможно, что через несколько лет в этой области произойдет революция и мы получим линзы с невероятными свойствами, о которых сегодня можно лишь мечтать [4, 5].

Глава 4. Изготовление жестких контактных линз методом точения

4.1 Материалы и технология изготовления

Одним из первых материалов для изготовления жестких контактных линз (ЖКЛ) был полиметилакрилат (ПММА). Он использовался более 40 лет. Его основной недостаток -- крайне низкая кислородопроницаемость. В настоящее время ПММА вышел из производственного оборота, а вместе с ним ушли в прошлое некоторые производственные процессы, например, отжиг заготовок.

В середине 80-х годов прошлого столетия появились газопроницаемые материалы, благодаря которым популярность жестких газопроницаемых контактных линз (ЖГКЛ) значительно выросла.

Сегодня ЖГКЛ доступны в широком диапазоне материалов. Наиболее популярными являются материалы из фторсиликонакрилатов. У них хорошая смачиваемость и высокая кислородопроницаемость. Типичные для этого группы материалы: Boston ES, Paragon HDS, Boston XO, Contomac Optimum Extreme. Для изготовления линз из этих материалов требуются высокоточные технологии производства [6].

Точением производится обработка сухой заготовки. Заготовка представляет собой полимерную «шайбу» определенного диаметра в зависимости от типа изготавливаемых линз.

Технологический процесс изготовления жестких роговичных линз методом точения включает в себя следующие этапы:

· выбор заготовки, блокирование заготовки на специальном держателе с помощью воска, введение параметров контактной линзы в соответствующую программу, выбор режима обработки;

· обработка габаритного диаметра и краевой зоны линзы;

· точение и полирование вогнутой поверхности линзы, ее контроль;

· точение и полирование выпуклой поверхности, ее контроль;

· полирование краевой зоны линзы;

· контроль геометрических и оптических характеристик линзы.

4.2 Точение и полирование вогнутой поверхности

При помощи специального воскового материала заготовка, из которой будет изготовлена линза, приклеивается к цанге станка для протачивания вогнутой поверхности линзы.

Обработка начинается с протачивания заготовки до заданного габаритного диаметра линзы. На сферотокарном станке величина диаметра устанавливается при помощи соответствующего индикатора часового типа. Затем производится токарная обработка краевой зоны, и далее протачивается вогнутая поверхность линзы соответственно заданным параметрам.

Формирование многорадиусной поверхности проводится в соответствии с расчетными параметрами, указанными в «Таблицах технологических и контрольных параметров жестких роговичных контактных линз» (1981), или по данным фотокератометрии. Эти параметры содержат значения радиусов кривизны зон, величины подачи шпинделя, общего диаметра линзы и диаметра оптической зоны. Под подачей шпинделя подразумевается величина смещения заготовки вдоль ее оси в направлении оси поворотного суппорта.

Величина радиуса задается по индикатору часового типа, установленному на поворотном суппорте станка, а величина подачи контролируется по индикатору подачи шпинделя. Точение начинают с поверхности большего радиуса. Её обработка производится в несколько последовательных проходов с глубиной резания 0,2 мм для черновых и 0,05 мм -- для чистовых. После этого на индикаторе подачи шпинделя устанавливается нулевой отсчет. Затем по индикатору поворотного суппорта устанавливают следующий по таблице (меньший) радиус точения, резец выводится из зоны резания, а шпиндель перемещается на заданную величину подачи. Последовательно проводится токарная обработка остальных поверхностей.

На современных прецизионных станках задняя базовая поверхность линзы точится четырьмя последовательно сменяемыми в атоматическом режиме резцами. Параметры обработки контролируются программным обеспечением станка.

Следующий этап -- полирование. Полирование проводится на специальном полировальном станке (одно- или многошпиндельном). Поверхность полировальника смачивается полировочной суспензией. Полирование вогнутой поверхности линзы начинают с оптической зоны. Периферийная зона линзы полируется на специальных полировальниках, смоченных суспензией. Время полирования -- от 0,5 до 1 мин.

После полирования чистоту поверхности линзы проверяют с помощью бинокулярного микроскопа или лупы с 5-10-кратным увеличением. Радиус кривизны оптической зоны измеряется на измерителе радиусов. На полированной поверхности не должно быть царапин, пузырей, выколок. Поверхность должна быть гладкой, блестящей, без шероховатых участков. Радиус оптической зоны должен соответствовать заданному, в пределах установленного допуска. Если после контроля окажется, что указанные требования не соблюдены, то производят корректировку процесса обработки.

Проконтролированную заготовку тщательно очищают от воска. Затем толщиномером (индикатором) измеряют ее центральную толщину. Измеренное значение толщины учитывается при обработке внешней (выпуклой) поверхности линзы [6, 7].

4.3 Точение и полирование выпуклой поверхности

Радиус кривизны выпуклой поверхности можно рассчитать по следующей формуле:

(1)

где: r₁ -- радиус кривизны выпуклой поверхности, мм;

r₂ -- радиус кривизны оптической зоны вогнутой поверхности, мм;

D -- вершинная рефракция линзы, в диоптриях;

n -- показатель преломления материала линзы;

t -- толщина в центре линзы по ее оси, мм.

В зависимости от заданной рефракции рекомендуются значения центральной толщины от 0,1 до 0,5 мм.

На предварительно нагретую сферическую оправку с радиусом, соответствующим радиусу оптической зоны полуфабриката, наносят наклеечный воск и приклеивают полуфабрикат со стороны обработанной вогнутой поверхности. Центровку проводят на специальном центрирующем устройстве с точностью 0,02-0,04 мм.

После остывания оправка вместе с отцентрированным на ней полуфабрикатом устанавливается на посадочный конус сферотокарного станка для обработки выпуклой поверхности.

Рассчитанный радиус устанавливают по индикатору, расположенному на поворотном суппорте. С помощью другого индикатора, установленного на шпинделе станка, определяют толщину слоя материала, снимаемого при обработке. Точение выпуклой поверхности производится за несколько проходов (аналогично обработке вогнутой поверхности) до тех пор, пока в центре линзы будет достигнута заданная толщина.

Полирование выпуклой поверхности проводят специальным полировальником, смоченным полирующей суспензией, на полировальном автомате (одно- или многошпиндельном). Время полирования -- от 2 до 5 минут (в зависимости от материала).

Чистоту оптической поверхности линзы контролируют с помощью бинокулярного микроскопа или лупы сразу же после изготовления линзы до снятия ее с оправки с центральным отверстием. Оптическую силу измеряют на диоптриметре. Если в процессе контроля оказывается, что результаты обработки не удовлетворительны, то производится корректировка процесса.

После окончания полирования и контроля оптики линзу снимают с оправки, очищают от наклеечного воска.

При изготовлении наружной поверхности линз отрицательной рефракции сначала протачивают сферическую поверхность с расчетным радиусом кривизны оптической зоны до заданной толщины по центру, а затем протачивают лентикулярную зону с заданной толщиной края до сопряжения с оптической зоной. Радиус кривизны лентикулярной зоны является расчетным и зависит от конструктивных особенностей линзы. При расчете следует иметь в виду, что толщина линзы по краю не должна превышать 0,2 мм, а диаметр оптической зоны наружной поверхности должен быть не менее 7,5 мм.

При изготовлении наружной поверхности линз положительной рефракции сначала протачивают сферическую поверхность расчетным радиусом до толщины по центру, превышающей требуемую на 0,03 мм. Величина радиуса зависит от толщины линзы по центру и по краю. Затем протачивают лентикулярную зону, начиная от края заготовки до расчетного диаметра оптической зоны наружной поверхности, который выбирается на 0,4-0,5 мм больше диаметра внутренней поверхности. По индикатору устанавливается расчетный радиус оптической зоны. Разворотом суппорта крепления резца и соответствующей подачей заготовки вершина резца совмещается с периферийным участком оптической зоны и производится обработка оптической зоны выпуклой поверхности [6, 7].

Полирование проводят на шпиндельном полировальном станке. Для полировки применяют спутник, высокотемпературный воск для закрепления заготовок линзы, полирующий порошок 0,02 микрон, полирующую ткань и полировальник. Время полировки 40-60 секунд, количество оборотов 600-800 в минуту. Линзы полируют поштучно. Полирование периферии и края линзы проводят на другом полировальном станке с использованием полирующей суспензии. Деблокировку линзы и отчистку от воска проводят в ультразвуковой ванночке. Недостатками данного способа являются изменение геометрических и оптических параметров линзы, структуры материала, появление дополнительных царапин в ходе деблокировки линзы и удалении воска, необходимость полировки оптической и периферической зоны в два этапа. Наиболее близким по технической сущности является способ полировки жесткой контактной линзы из газопроницаемого материала [8], принятый за прототип. Полирование производят на шпиндельном полировальном станке. Для полировки применяют спутник, низкотемпературный воск для закрепления и центрирования заготовок линз в процессе их точения, полировальник, полирующий порошок 0,005 микрон, дорогостоящую полировочную ткань.

Время полировки 60-80 секунд, количество оборотов 800-900 в минуту. Полирование периферии и края линзы проводится на другом полирующем станке с использованием полирующей суспензии. Линзы полируются поштучно. По окончании полировки линзы очищают от воска с помощью растворителя, после чего проводят контроль качества полировки.

Недостатком известного ранее способа являются появление дополнительных царапин на материале. Изменяются геометрические и оптические параметры линзы, заданные при точении: оптическая сила «минусовых» линз возрастает до 1-1,5 дптр, оптическая сила «плюсовых» линз уменьшается до 1-1,5 дптр. Изменение оптических и геометрических параметров происходит за счет уменьшения толщины линзы во время полировки на 0,02 мм в центре и конструктивных особенностей линз с «минусовой» и «плюсовой» оптической силой. В результате полировки оптической зоны и периферии линзы в два этапа необходим двойной контроль качества полировки, кроме того, не учитывается коэффициент D_k материала при установлении времени полировки [9].

Заключение

Сейчас производят газопроницаемые и газонепроницаемые жёсткие контактные линзы, а также современные мягкие контактные линзы, которые бывают гидрогелевые и силикон-гидрогелевые.

Мягкие контактные линзы бывают гидрогелевые и силикон-гидрогелевые. Их производят из гидроксиэтилметакрилата (НЕМА) и сополимеров гидрогелей и силикона. Материал линз биосовместимый и не вызывает никаких реакций отторжения и аллергий у пользователей. На сегодняшний день около 90% пациентов используют именно мягкие контактные линзы для коррекции зрения.

В целом мягкие линзы обеспечивают чёткое зрение и высокий комфорт ношения. При правильном подборе, уходе и обращении с линзами они совершенно безопасны для глаз. И привыкание к ним происходит быстро.

Преимущество жёстких контактных линз состоит в том, что с их помощью можно корректировать сложные дефекты зрения, которые не поддаются корректировке мягкими линзами (кератоконус или деформация роговицы после травмы или операции, а также некоторые случаи астигматизма). Жёсткие контактные линзы изготавливаются индивидуально под каждого пациента, поэтому они максимально учитывают особенности глаз и позволяют проводить точную коррекцию зрения. При этом служить такие линзы могут гораздо дольше мягких - при правильном уходе жёсткие контактные линзы можно применять несколько лет (разумеется, при сохранении показателей зрения).

Комплект технологического оборудования, используемого при изготовлении контактных линз, включает в себя: прецизионные токарные станки для предварительной обработки заготовок; сферотокарные станки для обработки внутренней и наружной поверхностей линз; полировальные станки для снятия шероховатости и улучшения чистоты сферических поверхностей линз; специальные станки для полирования края линзы и изготовления технологической оснастки.

Методы производства контактных линз можно разделить на две основные группы: изготовление линзы из сухой полимерной заготовки (точение) и технология реакционного формования. Единственный метод изготовления жестких контактных линз -- точение. Помимо этих методов есть еще комбинированные, которые могут объединять при производстве несколько основных технологий.

Реакционное формование -- метод, заключающийся в полимеризации мономера в форме, имеющей конфигурацию линзы. Метод используется в массовом производстве МКЛ. Есть две технологии реакционного формования -- формованное литье и центробежное формование.

Точение применяется для производства как мягких, так и твердых контактных линз. Себестоимость линз, полученных методом точения выше, чем себестоимость МКЛ, производящихся методом реакционного формования. Тем не менее этот метод дает возможность производства индивидуальных контактных линз, в том числе линз сложного дизайна.

Самым распространенным комбинированным методом является «Реверсивный процесс III». В этом случае передняя сторона линзы изготавливается с использованием технологии центробежного формования, а задняя -- при помощи точения. В результате передняя поверхность становится идеально гладкой, а задняя может иметь любую геометрическую форму. линза контактный полирование формование

Подводя итог, можно сделать вывод, что производство контактных линз, как жестких, так и мягких, довольно трудоемкий и затратный процесс. Однако в настоящее время большинство этапов производства автоматизировано, что значительно упрощает и ускоряет процесс.

Производство контактных линз методом точения получило новую жизнь и стало перспективным направлением в области контактной коррекции зрения. Разработка новых дизайнов контактных линз, в том числе ортокератологических и склеральных, приводит к увеличению спроса на изготовление индивидуальных жестких контактных линз методом точения.

Список использованной литературы

1 Материалы контактных линз: свойства и преимущества [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://skladlinz.ru/article/603/299356/ (дата обращения 15.12.2020).

2 Сферотокарный станок для изготовления контактных линз [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://findpatent.ru/patent/183/1835334.html (дата обращения 15.12.2020).

3 Как роботы делают линзы DL-ESA [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.doctorlens.spb.ru/production/howdoit.html (дата обращения 15.12.2020).

4 Изготовление контактных линз: технология, методы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://sovemed.ru/izgotovlenie-kontaktnyh-linz-tehnologija-metody.html (дата обращения 15.12.2020).

5 Состав и производство контактных линз [Электронный ресурс]. - Режим доступа - https://linza.com.ua/ru/articles/blog/kak-i-iz-chego-delayut-kontaktnie-linzi-sostav-i-proizvodstvo-kontaktnih-linz/ (дата обращения 15.12.2020).

6 Мягков А.В. Руководство по медицинской оптике оптике. Часть 2. Контактная коррекция зрения. - Москва, Издательство «АПРЕЛЬ», 2018. - 321 с.

7 Технология изготовления контактных линз [Электронный ресурс]. - Режим доступа - https://zreni.ru/articles/oftalmologiya/1297-tehnologiya-izgotovleniya-kontaktnyh-linz.html (дата обращения 15.12.2020).

8 Киваев А.А., Шапиро Е.И. Контактная коррекция зрения. - Москва, ЛДМ СЕРВИС, 2000. - 224 с., илл.

9 Способ полировки жестких газопроницаемых контактных линз [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://findpatent.ru/patent/227/2275887.html (дата обращения 15.12.2020).

Размещено на Allbest.ru

...