镜片是怎样生产的?

镜片是怎样生产的?

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有两种不同的基础材料和两种不同的生产技术。无论是树脂或玻璃所制造,定制化精密镜片——也被称为处方镜片——皆采用蔡司自由成型技术生产。库存镜片——也就是成品镜片——通常是经过铸造过程所制成。

对于简单、低价位的款式来说,眼镜商通常会选择成品镜片,例如单光镜片或阅读镜片。这些库存镜片的光学度数并非适合每一位配戴者,而仅是符合她/他的视力配制资料。定制化镜片则是针对处方所生产的镜片。这表示,配镜师先测量配戴者的个人配制资料,然后以此为基础生产处方镜片。这种差别不仅对供货时间,也对镜片价格造成影响。这一切从造访眼镜商开始,首先在那里测量出配戴者所需的处方度数和其个人视力配制资料。这个过程称为验光。但在这之后,会发生什么事?现代定制化的镜片是如何生产的?

  塑料(有机材质)
玻璃
眼镜镜片

单光镜片、多焦点镜片、渐进镜片、特殊用途镜片

太阳镜镜片

单光镜片、多焦点镜片、渐进镜片、特殊用途镜片

太阳镜镜片

屈光折射率 1.5 - 1.74 1.5 - 1.92
定制化镜片(处方生产) 自由成型技术

自由成型技术

研磨与抛光

库存镜片 铸造过程
铸造过程与研磨
镀膜

硬漆镀膜、减反射镀膜、洁净镀膜和其他镀膜

染色、渐变染色和浸渍染色 - 所有颜色皆可使用

减反射镀膜、洁净镀膜和其他镀膜

染色、渐变染色和真空蒸镀染色 - 有限的颜色选择


生产处方镜片的十个步骤

1// 订单准备

订单准备

在眼镜商送出个人化订单到蔡司后,即开始进行订单准备流程:首先每片镜片皆经过单独计算,然后产生生产所需的数据。此数据被储存于集成在运输盘内的芯片上。自动将两片半成品镜片——左眼与右眼——从库存取出并置于托盘中。生产旅途现在开始:输送带将托盘从一站运输到下一站。

2// 模块化

模块化

为确保镜片可牢固地安装在机床内的正确位置,必须进行模块化。将已抛光的半成品镜片前表面和模块接合之前,先在表面上施加一层保护漆。将镜片和模块接合的材质,是一种具有低熔点的金属合金。因此,半成品镜片等于是被“焊接”到后续加工过程的位置上(成型、抛光与蚀刻隐形标示)。

3// 成型

成型

在蔡司自由成型技术过程中,半成品的前表面已经完成抛光并能显示光学度数。接下来将每位个别配戴者所需的镜片设计加工至镜片后表面,以提供配戴者最佳的视觉。此成型过程在自动化五轴数控加工过程中进行。形状和光学度数约在 90 秒内产生。成型过程中所需的数据由一部中央服务器所提供。成型过程包含减缩直径、铣削技术斜切,以及天然钻石精车。经由精车过程而产生的表面粗糙度极小,可直接进行抛光而不影响镜片的形状或半径。

4// 抛光与蚀刻

抛光与蚀刻

在蔡司所开发的“软式”抛光过程中,表面经过 60-90 秒的抛光,使其不残留任何痕迹。之前产生的自由成型表面保持完整 – 这凸显了蔡司的质量特色。为了确保每位眼镜商和配戴者都能辨识他们所收到的是蔡司正品镜片,我们在镜片表面上以激光雕刻了一个“Z”字。也可根据要求,蚀刻配戴者的姓名缩写。

5// 去模块和清洗

去模块和清洗

将模块材料溶解于热水中,使镜片可轻轻地从工具移除。金属合金将完全受到回收处理。
就像洗车一样,在一部洗刷装置中以数个步骤进行清洗过程。在此使用了各种清洁剂和高纯度水。最后,将镜片用类似吹风机的装置吹干。


6//染色

染色

无论是单一、渐变层、定制化或医疗处方的染色,树脂镜片都可染成任何所需的颜色。所使用的染料相当于用于纺织品的染料。在浸渍过程中,染料深入渗透树脂材料的表面。对于玻璃镜片来说,因染色效果是通过金属氧化物层达成,因此限制了颜色的选择。

7// 镀膜

镀膜

在浸渍过程中,于镜片上施加防刮漆层。这些特别调配的漆料适用于各种树脂材料,并具有不同的屈光折射率。硬质防护镀膜的厚度约为二微米。在超声波清洗后,在真空沉积过程中施加减反射镀膜。各个镜片被排放在特殊的半球状机架上。现代的镀膜最多可达 9 层 - 整体厚度约为 400 纳米。最后一层使镜片表面变得极度平滑,使其具有防污和防水特性(“莲花效应”)。这种镀膜的厚度只有约 10 纳米 – 这大约是草的 10 秒生长高度!

8// 质量保证

质量保证

每个镜片在交货前皆经过彻底检查。质量检查的内容包括目视检查是否有灰尘、损伤和剩余反射色是否正确。我们以机器检查各个镜片是否符合规格:屈光度数、轴、柱面、厚度、设计、直径等。使用微雕刻“Z”字,以及使用电子焦度计测量透射光线的度数,可将镜片精确对位,以确保标志处于正确位置。让配镜师正确地将镜片装入眼镜架,是很重要的。

9// 发货

发货

打印送货单、根据送货单调度镜片、自动化包装、装入保修卡...。包装和发货过程由条形码方式进行控制。将订单自动分配装箱,以备运输公司取货,是蔡司视力保健所执行的最后一道过程。成品镜片每天两次以路运或空运方式通过快递服务发货。

10// 镜片装配

镜片装配

镜片装配,也就是将镜片装入眼镜架,是由配镜师所执行。这里也一样需要微米范围的精准度,因为居中错误的镜片会损害视觉质量,甚至可能导致视觉像差。眼镜便会变得毫无价值。


库存镜片和半成品镜片

半成品镜片

半成品镜片

自由成型生产的起点是一片半成品镜片,也称为冰球,因为类似与冰上曲棍球所用的冰球。有如库存镜片一样,这些镜片皆以铸造过程生产。半成品镜片也是经过铸造过程所生产。在这里,首先将液体单体灌注到模具中。各种物质被添加到单体中,如引发剂和紫外线吸收剂。引发剂引发化学反应而导致镜片的硬化或“固化”,而紫外线吸收剂增加镜片的紫外线吸收量,并防止变黄。

模具

模具

模具

模具是铸造过程所需的工具。这些模具具有塑料镜片表面成品的负形。两个模具以密封环固定在一起。这个密封环确保两个模具之间的限定距离。将液体单体灌注到模具中,硬化后形成聚合物,即成为一片树脂镜片。

正值度数和负值度数半成品镜片

正值度数和负值度数半成品镜片

一片半成品镜片可制成不同度数的的镜片。前表面和后表面的曲率即表示该镜片的正值或负值度数。

聚合反应

聚合反应

对于高质量聚合过程来说,精确的温度控制至关重要。

填充后,将模具置于热处理过程中数小时。换句话说,这半成品被“烘焙”处理。热量输入后,激活引发剂和引发化学反应(聚合反应或加聚反应),并释放热量(放热反应),使材料硬化或“固化”。此时,原料结合成为长分子链。催化剂具有与发酵粉相同的功能。

根据所要求的屈光折射率,而使用不同的原料和化学反应。例如,用于 CR39 只需一个原料单体,折射率为 1.6 至 1.74 的镜片则需两个单体。这两种单体在化学反应中的结合被称为加成聚合。生产高折射率材料需要相当长的时间,可持续长达 48 小时。

回火

回火

通过应力测试装置所看到的树脂镜片

在固化过程中,模具间的材料体积收缩。对于屈光折射率 1.5 的树脂镜片来说,收缩率达 14%,相对而言,折射率 1.67 则约 9%。密封环必须能适应这种收缩,并且在制造工序中仅能一次性使用。因此,基于环保因素,该密封环是由可回收的材料所制成。
聚合反应后,除去密封环,并将树脂镜片从模具中取出。被称为回火的热处理过程,可降低镜片内的内应力。
经过彻底的检查和清洁,这些模具可被重新使用。根据所使用的制造技术不同,模具最多可使用达 100 次。

库存镜片

库存镜片

库存树脂镜片(以负值度数的 CR39 制成)– 镜片装配就绪

库存镜片的名称由来,是因为它们并非根据处方生产,而是保存在库存中,直至收到配镜师合适的订单。这些镜片可以用铸造技术来生产。该技术基本上与用于半成品镜片的技术相同。在镜片毛坯或“冲压件”已固化后,再为其加上硬度保护漆和镀膜。

玻璃镜片

玻璃镜片

高质量玻璃熔体原料

玻璃镜片的生产方式与树脂镜片类似。在这里,可再次选择使用自由成型技术来生产定制化的镜片,或使用铸造方法生产库存镜片。在某些情况下,仍然会对半成品透镜采用研磨和抛光的传统技术。高热的液态玻璃熔体被用于生产镜片冲压件,然后将其前表面进行机械加工。首先将此前表面进行预研磨或“粗糙化”,以使用钻石研磨工具制成精确定义的形状。接下来使用更精细的工具再次研磨表面。这使它有如丝绸一样光滑。经过抛光,使表面拥有透明度。只有这样,它才会具有光学效应。在接到镜片的订单前,不对处方镜片的后表面(处方表面)进行最后加工。后表面也须经过粗糙化、细磨和抛光。此处的前表面受到漆层保护,以防止损坏。该镜片成品具有所需的度数,并可具备减反射镀膜或以其它方式强化。

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