Как производятся очковые линзы?

Линзы являются самой важной частью очков, поскольку от них во многом зависит четкость зрения. Но перед установкой в оправы они совершают небольшое путешествие. BETTER VISION рассказывает, как изготавливаются стеклянные и пластиковые очковые линзы. Из чего делают линзы? Что отличает индивидуальные линзы от стандартных?

Ни для кого не секрет, что производство очковых линз начинается с визита к оптику. Он измеряет характеристики глаз и составляет индивидуальный профиль. Затем выбирается подходящая очковая линза, после чего выполняются измерения для определения того, как линза будет располагаться в выбранной оправе. Это очень важные факторы, после чего полученные данные необходимо отправить производителю очковых линз, чтобы он изготовил индивидуальные очковые линзы, подходящие  именно вам. А что потом? Как анализ зрения позволит изготовить современные индивидуальные линзы? Сначала изготавливается полуфабрикат линзы. При этом вы выбираете один из двух материалов: пластик (так называемое органическое стекло) и «настоящее» стекло (так называемое минеральное стекло). Эти материалы являются основой для создания очковых линз.

Вообще существует два разных процесса: вне зависимости от изготовителя индивидуальные высокоточные линзы (так называемые «очки с диоптриями») почти всегда изготавливаются с использованием технологии FreeForm (свободная форма). Это современная технология производства, разработанная компанией ZEISS, которая была лицензирована для всей индустрии очковых линз.

В отличие от рецептурных линз складские «готовые» линзы производятся путем литья. Между указанными двумя типами очковых линз существует разница: оптик обычно выбирает складские линзы для простых и недорогих очков, т.е. очков для чтения или при необходимости быстрой замены линз. В отличие от рецептурных линз данные линзы производятся в крупных масштабах и не учитывают индивидуальных особенностей. Складские линзы идеально подходят для обычной коррекции зрения, но уступают по эффективности индивидуальным высокоточным линзам. Для производства индивидуальных линз оптик создает подробный комплексный профиль зрения владельца очков, который используется в качестве основы для производства очковых линз.

На сегодняшний день процесс производства очковых линз во многом автоматизирован. После того как оптик отправит заказ на линзы для пациента в компанию ZEISS, начинается первый этап производства: расчет параметров индивидуальной линзы и предоставление данных, необходимых для производства линз. Каждому заказу на производстве присваивается штрих-код, чтобы данные, необходимые для обработки линзы, можно было идентифицировать на каждом технологическом этапе в режиме реального времени, а затем загрузить их на определенную технологическую установку.

В зависимости от рецепта на складе автоматически выбираются полуфабрикаты линз. Полуфабрикаты линз для левого и правого глаз уже имеют определенную оптическую силу на передней стороне. Для того чтобы линза соответствовала рецепту, при обработке задней поверхности используется технология ZEISS FreeForm. Полуфабрикаты линз (которые из-за их формы называют «брикетами») автоматически переносятся со склада и укладываются в лоток. Затем путешествие продолжается: конвейер переносит лоток с одной установки на другую до тех пор, пока очковые линзы не будут готовы.

Следующий этап – блокировка. Это нанесение защитного покрытия на поверхность линзы. После этого полуфабрикат линзы прикрепляется к «блокирующему устройству». Данный этап необходим для того, чтобы линзы были надежно зафиксированы и обработаны в технологических установках.

После выполнения блокировки линза обрабатывается, чтобы она имела определенную форму и характеристики. Благодаря технологии ZEISS FreeForm, когда полуфабрикат линзы поступает со склада, ее передняя поверхность уже имеет оптическую силу для коррекции. Требуется лишь обработать и придать необходимую форму задней поверхности в соответствии с индивидуальными требованиями владельца. Для этого используются 5-осевые станки с ЧПУ типа CNC, которые примерно за 90 секунд придают полуфабрикату правильную форму, и задают характеристики. Вообще в течение 1,5 минут выполняется три основных этапа: линзы делают шероховатыми, придавая им общую форму, после чего с помощью природного алмаза задаются десятки тысяч точек обработки. Данный метод позволяет производителю произвольно настраивать параметры оптической поверхности, т.е. придавать ей свободную форму (freeform).

Во время полировки поверхность каждой линзы полируется без изменения оптических свойств. Идеальная форма поверхности играет важную роль для того, чтобы современные покрытия не отслаивались от линз. Каждая линза ZEISS имеет собственную специальную надпись: для гравировки практически невидимой буквы «Z» на линзе используется лазер. Данная точно расположенная маркировка важна с точки зрения обеспечении качества и штампования, чтобы позднее можно было выполнить полировку и центрирование линз.

После этого линза разблокировывается, т.е. аккуратно извлекается из блокирующего устройства. Поскольку металлический сплав, соединяющий линзу с блокирующим устройством, плавится при температуре чуть ниже +50°C, его просто погружают в горячую воду. Затем линзу очищают примерно так же, как и автомобиль на мойке: для удаления любых следов и подготовки линзы к нанесению покрытия используются щетки, разные чистящие средства и сверхчистая вода (т.е. вода особой очистки). После этого линзы сушатся при помощи потока воздуха. Охрана окружающей среды – обязательный аспект для всех производственных объектов: различные материалы, в т.ч. металлический сплав, перерабатываются и повторно используются, а вода, используемая в производстве, повторно используется экологически безопасным способом.

При необходимости на этом этапе выполняется затемнение линзы. Пластиковые линзы помещаются в установку для создания эффекта деграде, а затемнение стеклянных линз выполняется при помощи оксида металла.

Для пластиковых линз используются красители для текстильных материалов, которые не представляют опасности для здоровья человека и окружающей среды. Данный процесс требует особых умений: поскольку каждая линза изготавливается индивидуально, и компания ZEISS предлагает затемнение любого цвета, то для получения нужного цвета требуется богатый опыт.

Затем начинается последний этап процесса производства, который является самым сложным с технологической точки зрения: нанесение покрытия для очковых линз. Покрытия делают линзы устойчивыми к царапинам и долговечными, помогают обеспечить идеально четкое зрение при сильном ветре или неблагоприятных погодных условиях, отталкивают грязь, снижают раздражающие отражения и обеспечивают множество функциональных преимуществ, в т.ч. во время вождения или работы за компьютером. В отличие от стеклянных линз пластиковые линзы не являются достаточно устойчивыми к царапинам. Таким образом, для обеспечения защиты пластиковых линз ZEISS от царапин требуется использовать жесткое покрытие. Оно наносится на пластиковую линзу путем погружения так же, как лак, что делает ее тверже. Использование различных индивидуальных лаков зависит от пластика и толщины линзы. После ультразвуковой чистки следующее просветляющее покрытие добавляется путем вакуумного напыления. В данном случае используется слово «слои», потому что современные линзы имеют до девяти слоев покрытия. Последний слой покрытия создает максимально гладкую поверхность, обеспечивая непревзойденную устойчивость к грязи и воде. Узнайте больше о покрытиях очковых линз здесь.

Линзы почти готовы. Но соответствуют ли они строгим требованиям компании ZEISS к обеспечению качества? В указанных целях каждая линза тщательно проверяется перед поставкой. Для проверки наличия пыли и повреждений, а также механических дефектов, чтобы обеспечить соответствие каждой линзы предъявляемым требованиям, выполняется визуальный осмотр. Правильны ли характеристики линзы: оптическая сила, ось, цилиндр, толщина, конструкция и диаметр? Если линза не имеет дефектов, то на конечном этапе она штампуется. Данный штамп для ориентации используется для выравнивания линзы и помогает оптику точно вставить ее в оправу. Он удаляется перед передачей готовых очков владельцу.

e Надпись Z (Z значит ZEISS) iгравируется ZEISS только после успешного прохождения этапов проверки качества и свидетельствует о том, что линза действительно соответствует качеству ZEISS. Буква «Z» – наша подпись, наше обещание высокого качества, выгравированное на каждой отдельной линзе.

Если вы захотите получить линзу с уникальной маркировкой, мы можем, например, выгравировать ваши инициалы!

Любопытный факт: знаете ли вы, что в отделе затемнения компании ZEISS работают только женщины? Это связано с тем, что цветовосприятие у женщин лучше, чем у мужчин, что крайне важно для обнаружения небольших отклонений от нормы.

Обычно линзы вставляет мастер-оптик. Данный термин используется для описания процесса вставки линз в оправу. Однако по запросу это может сделать компания ZEISS. Данный процесс требует точности до микрометра, потому что только правильно установленные линзы обеспечивают идеальную коррекцию зрения.

Стандартные складские линзы и полуфабрикаты линз из пластика изготавливаются путем литья: специальные ингредиенты, в т.ч. для улучшения поглощения УФ-излучения, добавляются в жидкие материалы, называемые мономерами. Эта смесь заливается в формы, затвердевает и обрабатывается для снятия остаточных напряжений. После этого полуфабрикат линзы готов к использованию. Если он будет использоваться в качестве стандартной складской линзы, на него наносится твердое покрытие, а затем при необходимости добавляются дополнительные покрытия.

Данный процесс несколько отличается от процесса для полуфабрикатов линз из стекла: сначала натуральные материалы, в т.ч. кварц, карбонат калия, оксид натрия, плавятся при температуре от +1400°C до +1500°C для получения стекольной шихты. Затем ее прессуют для получения круглого стеклянного блока толщиной от одного до трех сантиметров в рамках этапа прессования. На следующем этапе выполняется обработка передней поверхности. Для придания линзе точной формы используется алмазный шлифовальный инструмент, а шлифование придает ей необходимую прозрачность. После этого получается прозрачный полуфабрикат линзы, отшлифованный с одной стороны.

Бифокальные линзы – очковые линзы, у которых одно поле зрения предназначено для наблюдения за предметами вблизи , а другое – для наблюдения на дальних расстояниях. Бифокальные линзы могут быть изготовлены из стекла или пластика. Однако процесс производства зависит от выбранного материала. Что касается стеклянных бифокальных линз, в полуфабрикат линзы встраивается дополнительная линза, верхняя половина которой имеет ту же оптическую силу, что и основная линза, а нижняя область для зрения вблизи имеет большую оптическую силу. Сначала выполняется шлифование и полировка задней поверхности дополнительной линзы. Затем изогнутая сторона устанавливается в специальное углубление в основной линзе. После этого дополнительную линзу плавят и шлифуют вместе с основной линзой, пока не будет получена единая линза. Затем полуфабрикат бифокальной линзы дополнительно обрабатывается путем шлифования и полировки передней и задней поверхностей.

Производство бифокальных линз из пластика гораздо проще. В отличие от бифокальных линз из стекла, в зону для зрения вблизи не устанавливается дополнительная линза. Вместо этого соответствующая область имеет более изогнутую форму. Данная величина изгиба достигается при помощи подходящей формы, в которую заливается полуфабрикат линзы.

Решающим фактором при разработке варифокальной (так называемой «прогрессивной») линзы является ее назначение: есть ли у владельца особые требования к линзам, например, работа за компьютером? Либо линзы предназначены для выполнения обычных повседневных действий? При расчете конструкции линзы нужно учесть огромное количество факторов, как в математическом уравнении с сотнями неизвестных переменных. В связи этим, всем очевидно, что производство линз является сложной задачей. Рассчитанная конструкция полуфабрикатов очковых линз создается при помощи специального шлифовального станка. Для оптимизации варифокальной линзы проводится множество испытаний, после чего она выпускается на рынок и поступает в серийное производство. Конструкция варифокальной линзы многократно изменяется и точно регулируется, пока не будут получены первые прототипы линзы. Для обеспечения переносимости линз испытатели выполняют множество проверок. Работы по серийному производству и маркетингу начинаются только после того, как испытатели получат удовлетворительные результаты для определенной конструкции линз.

Вы можете не сомневаться, что стандартные линзы отлично подходят для большинства различных действий и дефектов зрения. Однако идеально подобранные очки могут сделать гораздо больше. Пример: хотя стандартные линзы учитывают направление взгляда каждого глаза, фактическое расположение очковых линз перед глазами (вне зависимости от оправы) не учитываются во время подбора. Чем точнее при производстве линз будет определено, как владелец очков будет видеть окружающий мир, тем точнее будет процесс производства, что позволит гарантировать оптимальное естественное зрение. Для достижения данного результата, помимо направления взгляда, оптик должен учесть множество важных особенностей лица с точностью до десятой доли миллиметра. Чем больше оптик знает о владельце, тем точнее будет оптимизирована конструкция линзы ZEISS. Не лишним будет, если оптик работает с измерительным прибором ZEISS, потому что это позволит избежать «ошибки при передаче данных».

Пока не будет получено идеальное сочетание оправы, линз, индивидуальных требований к зрению и формы лица владельца, ненапряженное и естественное зрение просто невозможно, особенно у пожилых людей или людей с редкими дефектами зрения. Технология ZEISS FreeForm учитывает множество персональных данных о владельце очковых линз и, благодаря сложным математическим расчетам, позволяет получить точно изготавливаемые и устанавливаемые линзы, чтобы владелец наслаждался оптимальным зрением при использовании выбранных оправ. Данная технология гарантирует четкое зрение на различных расстояниях, максимально широкое поле зрения, а также отличную переносимость владельцем. Чем более сложной и уникальной является ситуация, тем более значительными будут различия между индивидуальными и стандартными линзами.