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O conceito "FREE FORM" aplicado às novas lentes
21 Setembro 2007  | Seção: Colunas & Artigos  |  Categoria: Colunas & Artigos
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Na busca pela melhor alternativa, as idéias sempre antecederam a tecnologia...
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O CONCEITO DE "FREE FORM" APLICADO ÀS NOVAS LENTES

 

Na busca pela melhor alternativa, as idéias sempre antecederam a tecnologia. A área da óptica oftálmica não foge desta situação, e o conceito "free form", que aparece hoje como uma novidade, é um exemplo.

O método de fabricação conhecido como "free form" tem se desenvolvido na indústria há muito tempo. Está inserido dentro do processo CAD/CAM, siglas em inglês para Desenho Assistido por Computador e Manufatura Assistida por Computador. A intervenção do computador ocorre desde a confecção do desenho até sua produção em uma máquina com CNC, Controle Numérico por Computador.
 
Fugindo um pouco do vocabulário técnico da área de usinagem podemos explicar que o conceito que "free form", ou "forma livre", está relacionado com a capacidade das máquinas em produzirem peças de qualquer formato. Há muito tempo os estudos dos fabricantes propunham desenhos de novas lentes com curvas especiais, de formato complexo, que garantiam melhor qualidade óptica, porém as máquinas que poderiam produzi-las ainda estavam em desenvolvimento.
 

A confecção de lentes, principalmente as progressivas, se assemelha a um trabalho de escultura de curvas em blocos de material orgânico ou cristal, para produzir uma lente ou um molde que servirá de modelo para fazer outras lentes. Cada lado, ou superfície da lente é um processo separado com curvas distintas.

  

Processo tradicional de surfaçagem

Um exemplo de curva simples é o círculo, utilizado para confecção de curvas esféricas ou cilíndricas, que pode ser desenhado com o auxílio de um compasso, fixando a sua ponta, abrindo e girando-o, dependendo da abertura do compasso uma curva mais "fechada" ou "plana". Se uma máquina tiver que esculpir um círculo terá que fazer o mesmo movimento. Assim trabalham os primeiros geradores de curva, com pouca liberdade de movimento, não passando de "compassos" que, ao contrário de riscar um papel, cortam um bloco no formato esférico ou cilíndrico, em curvas simples.  E vale lembrar que, antes disso, as lentes eram conformadas através de moldes com curvas esféricas ou cilíndricas de uma forma quase artesanal e os blocos eram friccionados em diversas etapas contra o molde, junto com um pó altamente abrasivo, chamado esmeril, no caso de cristal ou lixas, nas lentes orgânicas, até que assumissem a forma do molde e a espessura desejada e depois eram polidos. Parte deste processo ainda perdura de uma forma mais automatizada e com novos materiais para execução das etapas.
 

Agora vamos a outro extremo, imaginando um escultor trabalhando em uma estátua. Verificamos que sua ferramenta e próprio escultor assumem as mais diversas posições enquanto ele executa o trabalho. Dependendo do ponto trabalhado, ou do tipo de acabamento, ele usa ferramentas diferentes. Se for necessário e peça for pequena ele pode inclusive virar a peça para facilitar o trabalho. Existe então uma grande liberdade de movimento. Esta liberdade, somada com a habilidade do escultor em seguir o desenho que está em sua mente e retirar somente o material necessário em cada parte da estátua, permite que ele produza as curvas mais complexas que desejar, criando o formato imaginado. É desta forma que as máquinas mais modernas trabalham.

A evolução da eletrônica e dos computadores permitiu que se construíssem máquinas com esta capacidade. São robôs que seguem as instruções baseadas nos desenhos, também feitos com auxílio do computador e que se tornam menores e mais rápidas com o passar do tempo. A tecnologia para produção das ferramentas utilizadas pelas máquinas também teve que evoluir. Estamos em uma época em que os dois processos convivem e a melhoria das lentes progressivas tem tudo a ver com a evolução da tecnologia das máquinas, ferramentas, computadores e seus programas.
 

Em 1907, Owen Aves, na Inglaterra, registrou a patente de uma lente progressiva e inclusive da máquina capaz de produzi-la. Era uma idéia bem avançada para época, pois lembra o conceito de "free form" aplicado em algumas lentes. Ele propunha a aplicação de curvaturas distintas no lado externo e interno da lente de forma a produzir o aumento gradativo da adição, porém só conseguiria produzir lentes esféricas, sem solução para as lentes cilíndricas. Trata-se de um dos primeiros registros de confecção de lentes progressivas.

É importante citar, nesta parte, que os termos aqui utilizados para descrição das características de projeto das lentes procuram generalizá-las. Cada fabricante pode usar os termos com significado ligeiramente diferente.

A primeira geração de lentes progressivas apresentou os primeiros resultados em 1951 e teve como marco a Varilux 1, em 1959, onde a progressão era obtida através da combinação de curvas esféricas, com as regiões de longe, meia distância e perto bem definidas, porém com um desenho duro e simétrico, chamadas de lentes estabilizadas porque potências dos campos e longe e perto eram constantes nestas regiões, resultado ainda não obtido pelas lentes concorrentes.
 

A segunda geração chamada de lentes fisiológicas surgiu em 1972, onde o conceito de asfericidade começa a ser aplicado, com a introdução de curvas como a elipse, a parábola e a hipérbole na construção das lentes. Nestas lentes a preocupação com a visão periférica do usuário começa a ser considerada. O conceito de desenho suave, com um corredor progressivo mais comprido e largo e zonas de astigmatismo assimétricas começa a ser aplicado, para garantir uma melhor qualidade da visão binocular.

A terceira geração, as lentes multi-design, surge entre 1984 e 1988, onde a preocupação se conseguir campos mais amplos tanto para longe, meia distância e perto, com a combinação dos desenhos duro e suave em função do valor da adição, aplicando desenhos mais suaves nas baixas adições e mais duros nas altas adições, redistribuindo o astigmatismo das regiões periféricas das lentes. Técnicas de tratamento de curvas utilizadas na indústria aeronáutica, começam a ser aplicados em lentes oftálmicas.
 

Na quarta geração surgem as lentes ergonômicas, por volta de 1993, onde a utilização do computador para identificar os pontos críticos e corrigi-los é empregada com maior ênfase, além a verificação de medidas optométricas e a preocupação com a ergonomia, com destaque para um perfil da progressão de forma aproximar o campo de perto fazendo com que o olho percorra um caminho menor do campo de longe visando minimizar o movimento da cabeça do usuário, melhorando sua postura. Começam a surgir os primeiros desenhos distintos por adição e por tipo de ametropia.

 

 

Processo tradicional de moldagem de uma lente progressiva

O processo de fabricação que se estende até a quarta geração utilizada para lentes de cristal ou para a confecção dos moldes de cristal que serviram de modelo na produção de lentes orgânicas, baseia-se na confecção de um molde cerâmico onde é esculpida a curvatura que caracteriza a superfície progressiva. O bloco de cristal é surfaçado em sua superfície externa como uma lente esférica comum até seu polimento, colocado sobre o molde cerâmico e levado ao forno a uma temperatura controlada próxima ao ponto de amolecimento do vidro, o bloco de cristal acomoda-se sobre o molde cerâmico e a superfície externa, por transferência, adquire  a curvatura do molde cerâmico. As máquinas  precursoras das atuais entram no processo de confecção destes moldes cerâmicos.
 
As lentes de visão global como chamamos a quinta geração surgem entre 1996 e 2000 e se caracterizam pelo desenvolvimento de sofisticados instrumentos medição da lente, uma melhor avaliação dos protótipos desenvolvidos, sua correção e um maior controle da direção astigmatismo das zonas periféricas buscando minimizar seus efeitos. A preocupação com as características das ametropias envolvidas também se verifica através de uma inclinação diferenciada do corredor progressivo gerando convergências distintas para míopes e hipermétropes. Surgem também nomes que começam a caracterizar os métodos empregados no desenvolvimento das lentes e que são utilizados como referenciais na publicidade, como "Design Ray Control", "Ray Tracing Design", "Transmission Based Design®" e "Design by prescription®" entre outros o mostrando ainda mais uma preocupação maior não somente com a geometria da superfície progressiva, mas também com o "caminho" percorrido pela luz através da lente e sua interação com o olho humano. Ainda persistem os blocos semiacabados.
 
Até este ponto a superfície progressiva era desenvolvida na parte frontal da lente e nesta quinta geração as curvas da superfície interna ainda se limitavam as tradicionais curvas esféricas e cilíndricas que podiam ser trabalhadas nos geradores e máquinas convencionais de afinamento (existem outros termos para este processo como pré-polimento ou esmerilhamento) e polimento. Os laboratórios recebem os blocos com a superfície externa pronta e trabalham somente a interna. Porém, na Alemanha, já se iniciava a aplicação de superfícies asféricas e atóricas na parte interna com o objetivo de reduzir as aberrações das lentes. As máquinas já possuíam a capacidade de necessária para esculpir as curvas, porém o problema continuava com a falta de capacidade de polimento sem alterar as curvas geradas.
 

Por volta de 2004 começamos a  presenciar o aparecimento da sexta geração, das lentes customizadas ou personalizadas, onde o problema de polimento foi resolvido, conseguindo a liberdade completa para confeccionar qualquer desenho imaginado na lente, consolidando idéia do "free form". O bloco pode ser esculpido com "free form" dos dois lados, se for necessário. Houve também uma revolução nos programas de computador que controlam as máquinas e elaboram os desenhos das lentes, onde desenhos de lentes que antes necessitavam de 2 ou 3 horas de cálculo no computador agora podem ser feitos em 20 segundos. A alternativa mais utilizada é esculpir a superfície progressiva na face interna da lente, considerando a prescrição cilíndrica, se necessária, e a compensação dos astigmatismos marginais e aberrações esféricas no próprio desenho e a superfície externa é esférica.
 

Esta alternativa já havia sido desenvolvida no Japão em 1997 e está se consolidando atualmente. Alguns fabricantes optaram por desenvolver superfícies progressivas nos dois lados da lente de forma a tentar minimizar ainda mais os astigmatismos das zonas de aberração. Outros conceitos como o "wave front" é considerado nos cálculos das lentes.

 

Para o cliente, aparentemente não houve muita mudança na forma do atendimento, mas basta perceber que antes a liberdade na escolha da armação era bem mais limitada do que hoje, onde era necessário adaptar a armação à lente. Hoje conseguimos, com estes novos modelos, adaptar a lente a armação, dentro ainda de certos limites. Podemos escolher melhores soluções estéticas e a lente pode ser confeccionada adaptada às atividades desenvolvidas pelo usuário, garantindo melhor qualidade de visão e de utilização da lente.

Ângulo

diedral

           
Antes a armação era ajustada ao rosto do cliente, conforme as condições exigidas pela lente. Hoje ela pode ser ajustada da melhor forma para o rosto do cliente e depois verificar as medidas deste ajuste para que o desenho da lente se adapte as estas condições. Além das medidas de altura, DNP, algumas medidas adicionais, dependendo do fabricante da lente, que são consideradas como o ângulo diedral (dependendo do fabricante também é chamado de "bow angle" ou "wrap angle", algo que poderia ser traduzido de uma forma não literal como "ângulo de face" ou "angulo de inclinação (horizontal)", e outras medidas como o ângulo pantoscópico e a distância vértice.

O custo atual é fruto da tecnologia empregada ainda é alto, mas o valor agregado, o benefício envolvido também é, e deve se reduzir na medida a produção aumentar e novas tecnologias que a substituam sejam desenvolvidas. Existe um grande investimento em pesquisa e na busca do desenho ideal da lente progressiva. O conceito de "free form" não se aplica somente as lentes progressivas, mas também as lentes asféricas e atóricas, que são oferecidas para visão simples, por diversos fabricantes.

Uma última recomendação: sempre que se propor a vender uma lente exija do fabricante um treinamento para conhecer da melhor forma o produto, as vantagens e desvantagens e a comparação relativa às alternativas de mercado. Lembre-se que o benefício precisa ser sentido pelo cliente e ele deve ser orientado a percebê-lo.

Sucesso a todos.

 

Referências

1.       Palacian, José Miguel Boix (2000), Lentes progresivas - Evolución científica hasta la quinta generación. Editora Complutense.

2.       Jalie, M (2005) - Progressive Lenses part 1 and 2. Optometry Today

3.       Venkatesh, V. C. (2003). - Precision manufacture of spherical and aspheric surfaces on plastics, glass, silicon and germanium. Current Science, vol.84

4.       McCarthy, Paul (2006) - Progressive power lenses - part 2: evolution and modern designs. Optometry Today.

5.       Meister, Darryl e Sheedy, James E. (2002) - Introduction to Ophthalmic Optics. Sola International.

 

Alex Dias, Técnico em Óptica, Engenheiro Mecânico e Professor Licenciado em Física, que desenvolve o componente Surfaçagem de Lentes Oftálmicas, no Senac SP.

Fonte
Alex Dias
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