眼鏡鏡片的製作過程

從蔡司的樹脂鏡片到玻璃鏡片——所有有關眼鏡鏡片生產的資訊

鏡片是一副眼鏡最重要的部分,並確保讓你享受優質視力。但鏡片裝配在眼鏡鏡框上之前,都必須經過多個處理程序。BETTER VISION將為各位說明玻璃和樹脂鏡片的製作過程。鏡片是由甚麼製成的?個人化鏡片又如何有別於現成鏡片?

眼鏡鏡片的製造始於你造訪驗光師那一刻起,這樣的說法不足為奇。驗光師會測量你的度數,建立你專屬的視覺資料。然後選擇合適的眼鏡鏡片並進行測量,以確定如何將鏡片定位在你最喜愛的鏡框上。這些都是重要的因素,而資料必須轉給鏡片製造商,他們才能製造出專為你訂製的優質鏡片。那之後還有哪些步驟?如何將視力分析變成一片現代化的訂製鏡片呢?首先需要製造半成品鏡片, 這時你可選擇兩種物料,一種是樹脂(又稱有機玻璃),另一種則是"真正"的玻璃(又稱礦物玻璃)。這兩種材質是生產眼鏡鏡片的基礎。   

鏡片生產過程

鏡片生產原則上有兩種不同的過程:但無論是哪家製造商或是哪種個人化精準鏡片(又稱定制鏡片)——幾乎都是使用Freeform自由成形技術來製造鏡片。這是蔡司研發的先進製作技術,整個眼鏡鏡片產業已獲得蔡司授權。

有別於定制鏡片,現成鏡片是由鑄造製程而成。這兩種眼鏡鏡片是不同的:功能簡單且實惠的眼鏡,驗光師通常會選用現成鏡片,例如:閱讀眼鏡或配戴者需要短時間內更換鏡片時。有別於定制鏡片,現成鏡片大量製造,且沒有考慮個人數據。現成鏡片適用於一般視力矯正,但所提供的性能無法和個人化精準鏡片相提並論。生產個人化精準鏡片時,驗光師必須先為眼鏡配戴者建立詳細且全面的視覺資料,作為鏡片製造的基礎。

九個步驟完成個人化鏡片

1. 準備

現在,眼鏡鏡片的生產過程已大幅自動化。眼鏡店的客戶鏡片訂單一轉送到蔡司,隨即開始鏡片生產的第一個步驟:進行個人化鏡片的計算以及取得生產鏡片所需的資料。每張生產訂單會配置一個條碼,每個工作站可即時透過該條碼識別處理鏡片所需的資料,並將資料載入特定的工作站上。

系統會根據處方度數自動從倉庫選擇半成品鏡片。左右兩眼的半成品鏡片前表面已經備有光學度數。要製造符合配戴者的處方度數時,只須在鏡片後表面進行蔡司Freeform自由成形技術加工處理。半成品鏡片會自動從倉庫選出並放置在輸送盤上。鏡片生產旅程從此開始:輸送帶將輸送盤從一個工作站送到下一個工作站,直到最終的兩個鏡片完成。

準備

2. 準備

下一個步驟是夾固。鏡片表面塗上一層保護鍍膜。然後半成品鏡片會被固定在所謂的"夾具"中。這是必要的步驟,因為這樣鏡片才能正確固定,並在機器中進行處理。

準備

3. 成形

完成夾固後,鏡片經過成形加工,產出所需的形狀和處方度數。蔡司Freeform自由成形技術的半成品鏡片前表面都已經預先完成研磨,並擁有具矯正作用的光學度數, 而後表面的度數設計則根據配戴者的需求進行成形加工處理。成形加工過程是由一個5軸CNC精密加工儀器進行,鏡片的訂製形狀和處方度數大約可在90秒鐘完成。原則上,這一分鐘半內會進行三種不同的程序:鏡片磨削、塑形,然後利用天然鑽石進行精密研磨,精密度達數萬個研磨點。這個方法可讓製造商自由訂製鏡片的光學表面,亦即Freeform自由成形。

成形

4. 拋光和鐫刻

鏡片表面經過拋光後,其光學特性不會受到任何改變。完美的鏡片表面是對先進鏡片鍍膜應用至關重要,這確保鍍膜不會與鏡片分離。每一片蔡司品牌的鏡片上都有一個特殊的標誌:鏡片上會有一個幾乎看不見的"Z"字樣鐳射刻印。這個標誌是非常重要的品質保證,同時亦是在鏡片研磨和中心定位過程中的一個重要角色。

拋光和鐫刻

5. 退夾固和清潔過程

完成拋光後,鏡片需要小心地從夾具上取下。由於連接鏡片和夾具的金屬合金在溫度不到50°C時就會熔化,因此只需將其整個浸入熱水中即可。這時鏡片就像汽車在洗車機裡一樣進行清潔:使用刷子、各種清潔劑和極純淨(即經特別處理)的清水來清除鏡片上的痕跡,並做好鍍膜程序前的準備。之後再將鏡片吹乾。理所當然地,所有生產設施都必須符合環保規定:如金屬合金等的材料會進行環保處理和重用,生產過程所需的水也應以環保方式進行回收。

退夾固和清潔過程

6. 染色

這個步驟會根據需求為鏡片進行染色。樹脂鏡片會浸入染料池內,玻璃鏡片染色則需加入金屬氧化層。

不會對人體健康或環境造成危害的紡織品顏色會用於人造纖維鏡片上。這個過程必須要有相當高的熟練度:因為每片鏡片都是個別訂製的,蔡司提供多種顏色選擇,因此必須具備豐富經驗才能調出"正確"的顏色。

染色

7. 鍍膜

這是生產過程的最後一個步驟,技術要求也是最高:眼鏡鏡片的鍍膜。。鍍膜能讓鏡片具防刮花以及堅固耐用的特性、有助於確保在刮風或惡劣天氣下的清晰視覺、不容易骯髒、減少擾人的反光,還提供許多功能性優點,例如特別適合駕駛或在電腦前工作時使用。有別於玻璃鏡片,樹脂鏡片本身不具防刮花特性。因此蔡司樹脂鏡片必須要有合適的堅硬鍍膜,才能避免鏡片被刮花。在浸染過程中,鏡片上會先塗上一層硬漆,增加鏡片的硬度, 不同鏡片的塑物料和厚度則需要特殊調製的不同硬漆。超音波清潔後,鏡片在真空蒸鍍過程中再加上防反光鍍膜層——每層鍍膜均有不同功能,而現在最新鏡片上最多可達九層鍍膜。最後一層鍍膜使鏡片表面極為光滑,不容易沾染髒污和水。可在此處了解更多有關鏡片鍍膜    

鍍膜

8. 品質保證

到這個步驟,鏡片幾乎已經完成。但它們符合蔡司嚴格的品質要求嗎?為確保鏡片確實符合品質要求,每一片鏡片在出貨前都必須經過徹底的檢查。除了目測檢查是否有灰塵或損壞以外,還要使用機器檢查,確保每一片鏡片符合必要的規格。度數、光軸、散光、厚度、設計和直徑都正確嗎?如果鏡片完美無瑕,就會在最後一個步驟中蓋上"戳印"。這個定位戳印的用途是用來對準鏡片,協助驗光師能精準地將鏡片裝配到鏡框上。在顧客收到眼鏡前,驗光師會移除此戳印。

當鏡片完成所有品質檢驗步驟,確認鏡片符合蔡司品質要求時,鏡片上才會鐫刻代表蔡司的Z字樣。Z是我們的標誌——是我們對每一片訂製鏡片的品質承諾。
顧客若想要在眼鏡鏡片上刻印獨特標記,可要求在鏡片上刻上他們名字的字母縮寫!

有趣的現象:你知道嗎?蔡司染色部門只有女性工作人員。原因是:女性的顏色視覺優於男性,因此比較容易分辨出顏色之間的微差。   

品質保證

9. 鏡片裝配

鏡片裝配是指將鏡片置入鏡框的程序。 這個過程需要極度的精準度,因為唯有最佳適配的鏡片才能提供完美的視力矯正。

鏡片裝配

現成鏡片和半成品鏡片是如何製造的?

現成樹脂鏡片和半成品鏡片是壓鑄製程而成:將不同的特別成分加入液態的單一聚合物體中,例如改善吸收紫外線的成分。然後將這混合物導入模具內, 經硬化後再進行加工,以減少殘餘應力, 半成品鏡片便誕生了。如果是現成鏡片,則必須加上堅硬鍍膜和其他因應需求的鍍膜。

半成品玻璃鏡片的製作過程有些微的差異:首先將天然材料如石英、碳酸鉀、鈉和氧化物加熱到1400至1500℃,熔化成玻璃混合物。然後將該混合物壓成一塊厚度約三厘米的圓形玻璃塊 鏡片的前表面會在下一步驟中進行處理。過程中會使用一種鑽石研磨工具,使鏡片形成特定的形狀,再經過拋光過程令鏡片表面獲得其透明度。這時就完成了一面已經磨光的透明半成品鏡片。

生產樹脂和玻璃雙光鏡片

雙光鏡片是一種包含近距和遠距兩種光學度數的眼鏡鏡片,樹脂和玻璃兩種物料皆可。但生產過程會因物料不同而有很大的差異。製作玻璃雙光鏡片時,會在半成品鏡片上增加一片額外鏡片,其上半部的度數和主要鏡片相同,而下半部的近距視區度數則比較高。首先,附加鏡片的後表面要經過研磨和拋光。然後再將有曲度的那一面置入主要鏡片前表面特別設有的凹處。這時將附加鏡片與主要鏡片溶合並進行研磨,直到兩者完全結合為一。最後再進行雙光半成品鏡片的後續處理,即研磨和拋光鏡片的前後兩面。

樹脂雙光鏡片的製造過程就簡單多了, 和玻璃雙光鏡片不同的是,近距視區的度數不需要額外增加一片鏡片, 只要增加該區域的曲度即可。使用合適的模具來製作半成品鏡片,便能產生這個曲度。

漸進式鏡片的生產過程

研發多焦點(又稱漸進式)鏡片的關鍵因素在於鏡片的使用目的:配戴者會對鏡片有特殊要求嗎?例如:是否會在電腦螢幕前工作時使用﹖ 或者他們會戴著眼鏡進行一般日常活動?計算鏡片設計時必須考慮到很多因素,就像是有數百個未知數的數學公式一樣。因此,製造鏡片是一項複雜的工作,也實在不足為奇。漸進式鏡片的製作過程中,會由特殊的研磨機器負責將計算出來的設計實現在半成品鏡片上。在開始量產前,漸進式鏡片會在多個測試階段中進行優化。在完成第一片漸進式鏡片原型之前,必須經過反復修正和微調。再經過試戴者的測試,以確保配戴者對鏡片的適應力。在試戴者滿意該鏡片設計後,才會開始進行該鏡片的量產和營銷。   

個人化適配:每片鏡片都是獨一無二的。

可以確定的是,現成鏡片對於許多活動和視力缺陷的矯正已經足夠。然而,一副完美訂製的眼鏡能提供更多的功能, 例如:現成鏡片雖然會考量到每隻眼睛的視覺點,但在配鏡時卻無法慮及眼鏡鏡片在眼睛前方的精準適配(無論是哪種鏡框)。鏡片製作過程納入越多配戴數據,生產出來的鏡片就越精準,也越能確保配戴者能享受最佳的自然視覺。為達到這個目的,除了視覺點之外,驗光師還必須參考許多其他重要的臉部參數——且這些參數的精準度必須高達0.01毫米。驗光師對眼鏡配戴者的了解越多,蔡司鏡片設計的優化程度越高。蔡司的測量設備更能確保驗光師取得精準數據,同時能防止"資料傳輸錯誤"。

只有在鏡框、鏡片、個人視覺需求以及配戴者的臉型參數之間達到完美配合,才能擁有輕鬆自然的視覺,特別是年長者或異常視覺缺陷者。蔡司Freeform自由成形技術能考量到大量的眼鏡配戴者個人資料,通過複雜的數學計算,呈現精準適配的鏡片,讓配戴者在其選擇的鏡架中享受優質視覺。這就是讓眼鏡配戴者可以在不同視距上享受清晰視覺,還能縮短眼鏡適應時間的不二法門。配戴者使用習慣越複雜、越特殊,個人化鏡片和現成鏡片之間的差異就越明顯。

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