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La présente invention a pour objet un nouveau procédé de moulage d'éléments optiques de précision, par exemple des lentilles ophtalmiques, obtenus à partir de résines synthétiques.
On connaît déjà des procédés de moulage de résines synthétiques, et notamment des résines polymérisables à la chaleur, consistant, d'une part, à couler la résine non polymérisée à l'état fluide dans une cavité de moulage délimitée par les surfaces complémentaires de- moules d'optique réalisés en verre ou en acier spécial, et,
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d'autre part, à porter le moule ainsi chargé, à une certaine température pendant un temps déterminé, de manière à solidifier ladite résine sous forme polymérisée.
La grosse difficulté empêchant une réalisation parfaite d'éléments optiques à l'aide desdits procédés provient du fait que, pendant le stade de leur solidi- fication, les résines employées subissent des contrac- tions relativement importantes, génératrices de vides ou. d'irrégularités de surface mettant pratiquement hors d'usage les éléments moulés.
Le procédé conforme à l'invention a notamment pour objet de remédier à cet inconvénient et de permettre, toa.t en conservant les avantages des éléments optiques obtenus à partir de résines synthétiques, l'obtention de tels éléments pourvus de surfaces optiques parfaites
Ce procédé est essentiellement caractérisé par le fait qu'il consiste à eouler un monomère dans un moule dont au moins l'une des surfaces de contact est optique- ment parfaite, à polymériser le monomère par action de la chaleur, ou par toute autre méthode, au moins partiel- lement dans la région de la masse coulée voisine de ladite surface, à effectuer un préformage et éventuelle- ment un polissage des surfaces de ladite masse affectées par la contraction due à la solidification,
à rapporter sur lesdites surfaces une quantité complémentaire de monomère, à mouler cette quantité complémentaire à l'aide d'un moule possédant une surface de contact optiquement parfaite, et à terminer la solidification de la masse totale coulée par polymérisation à la chaleur, ou toute autre méthode appropriée.
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Le procédé conforme à l'invention apparaît donc comme une suite d'opérations diverses lui conférant un caractère de mode opératoire discontinu dont la première phase et la dernière constituent les points 'essentiels d'obtention des surfaces optiques de l'élément moulé, la phase intermédiaire, étant une solution de continuité nécessitée par ltapparition des phénomènes classiques de cont raction.
D'une manière avantageuse, lorsque les moules de coulée sont situés l'un au-dessus de l'autre, et orientés de manière que les axes de leur surface de courbure soient verticaux, on dispose au niveau inférieur, avec sa courbure exposée vers le haut, la partie du moule dont la. surface de contact correspond à la face de l'élément optique devant présenter la plus grande perfection, et l'on dispose au niveau supérieur, avec sa courbure tour- née vers le bas, une partie de moule complémentaire dont la surface ne sera pas obligatoirement traitée de manière optiquement parfaite, mais devra, dans la généralité de ses formes, s'en rapprocher géométriquement de manière as,sez rigoureuse.
Le moulage et la polymérisation de l'élément opti- que entre ces deux éléments de moubs permet d'obtenir une surface inférieure dudit élément optiquement parfaite, et une surface supérieure qui, à la contraction de la masse, peut laisser apparaître des craquelures, dénivel- lations, irrégularités, pas toujours décelables à l'oeil nu. Ladite surface supérieure ne correspond plus du tout à la surface théorique, qu'elle aurait dû présenter si, en cours de polymérisation, la masse était restée au contact
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des surfaces des moules délimitant le volume de ladite masse. Du fait des forces de pesanteur, la masse, se contractant, s'affaisse et le contact est rompu entre la surface supérieure de l'élément optique et la surface du moule supérieur.
Suivant une autre caractéristique de l'invention,. l'élément optique, au moins partiellement polymérisé et dont la surface supérieure apparente, non optiquement parfaite, a été ensuite préformée par des moyens classi- ques, (meulage par exemple), et ensuite polie, est alors retourné sens dessus-dessous et posé dans un moule dont la surface de contaot a été traitée optiquement, une certaine quantité de monomère à l'état liquide étant interposée entre ledit élément optique et le moule de finition de la seconde surface dudit élémentDe préfé- rence, cette quantité de monomère est déposée au centre de la surface du moule recevant l'élément optique, lequel, par son poids,
détermine l'expansion de ladite quantité de monomère et la formation d'un film plus ou moins épais remplissant parfaitement les irrégularités de la surface oorrespondante de l'élément, en même temps que ce film épouse étroitement la forme de la surface optique du moule. Cette quantité de monomère est calculée de manière à ne pas déborder sensiblement le contour périphérique de l'élément moulé, par rapport auquel elle est retenue grâce à l'action des tensions capillaires de surface,
On procède à nouveau à une mise en température du moule et de l'élément moulé, ce qui provoque la soudure parfaite de la couche rapportée de résine à la partie de l'élément antérieurement solidifiée, sa solidification
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par polymérisation, et la finition optique de la seconde surface de l'élément.
On obtient ainsi en phases successives et par mise en oeuvre de moyens extrêmement simples des éléments optiques parfaits, d'un prix de revient très intéressant.
La description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique.
- Les fig.1,2 et 3 sont des vues schématiques en coupe montrant le processus des opérations de moulage, - La fig. 4 est une vue en coupe d'une variante.
Dans le mode de réalisation des figures 1, 2 et S, on voit en 1 le moule inférieur, dont la surface 2 est optiquement parfaite. On a représenté en 3 une certaine masse de monomère dont la forme est déterminée par le moule supérieur 4. La surface 5 de ce moule supérieur @ n'est pas d'une manière obligatoire optiquement parfaite, mais elle doit donner à la surface correspondante de l'élément -optique moulé une forme se rapprochant sensi- blement de la forme définitive.
L'ensemble étant porté à une température déterminée pendant un temps donné, la masse de résine se polymérise et se solidifie. La polymérisation peut n'être pas totale pour toute la masse, mais on constate qu'elle est complè- te dans la zone avoisinant la surface 2 qui, en principe, devra mouler la surface 6, la plus difficile à obtenir de l'élément optique. On remarque en 7 le vide créé par la contraction de la masse solidifiée, et l'on distingue les irrégularités de la surface 8, consécutives à cette
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contraction.
Dans une deuxième phase du procédé, on exécute, à l'aide de moyens classiques bien connus des opticiens, un préformage, par exemple mécanique (meula- ge,etc...), ayant pour but de rendre aussi appropriés que possible, la courbure de la surface 8, son centrage, et le poids de l'élément optique. On procède ensuite à un polissage et nettoyage de la surface 8 de l'élément optique.
On le présente ensuite dans une troisième phase, sens dessus-dessous comme représenté à la fig. 2. On dispose alors d'un moule 4a, dont la surface de contact 5a est optiquement parfaite et doit déterminer la seconde surface de l'élément optique moulé. On a, au préalable, déposé au centre de la surface 5a, une petite quantité de monomère additionnelle 9 que vient écraser la masse 3 sous l'effet de son poids. On détermine ainsi la forme exacte du film 10 refoulé à partir de la masse addition- nelle 9. Cotte troisième phase du procédé se termine par une mise en température du moule dans le but de complé- ter et de parfaire la polymérisation de l'ensemble de la masse et sa solidification.
On obtient ainsi un élément moulé parfaitement homogène, dans lequel il ne subsiste au contact des masses 3 et 10 absolument aucune trace de soudure, ni solution de continuité optique. Il est évident que la masse 9 pourrait se trouver rapportée sur la surface 8, par exemple par application directe et non plus par le fait d'une expansion due à l'écrasement.
Dans la variante de la fig.4, on a représenté en 11 un moule, en 12, un contre-moule, et en 13, une masse
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de monomère supportant ledit contre-moule qui est rela- tivement libre de suivre par un mouvement/descendant le retrait de ladite masse lorsque celle-ci se contracte, Un guide 14, par exemple circulaire, maintient en posi- tion le contre-moule 12 lors de sa descente. Ce procédé n'est valable que pour la forme de l'élément optique représenté ; de plus, le poids du moule est choisi égal au poids du matériau déplacé. Ces particularités élimi- nent toute surpression et évitent toute tension interne dans le matériau moulé.
On peut ainsi obtenir une sur- face intermédiaire à polir, 8a, de l'élément optique, se rapprochant encore plus près de la surface optique idéale que la surface 8 précédemment définie. A la limite, on pourrait théoriquement, et dans les meilleures conditions, espérer que la surface 8a soit la surface optique définitive de l'élément moulé. D'une manière générale cependant, il sera encore nécessaire de par- faire cette surface conformément au procédé explicite en regard des figures 1 à 3...