Как делают очковые линзы: от полимерной заготовки до готовой оптики
Очковые линзы производят путём механической обработки стандартных заготовок на числовом оборудовании с последующим нанесением защитных и функциональных покрытий. Большинство современных линз делают из органических полимеров, а не из стекла: они легче, прочнее на удар и лучше пропускают ультрафиолет для фотохромных версий. Вся технологическая цепочка от заготовки до выдачи клиенту занимает от одного до нескольких рабочих дней.
Материалы: стекло уступает место полимерам
До 1970-х годов очковые линзы делали почти исключительно из силикатного стекла. Сегодня около 90% линз в мире производят из органических полимеров. Самый распространённый материал — CR-39 (аллилдигликольный карбонат), применяемый с 1947 года: лёгкий, хорошо шлифуется, имеет показатель преломления 1,5.
Для линз с высокой коррекцией, где важна меньшая толщина, используют высокоиндексные полимеры с показателем преломления 1,6; 1,67 или 1,74. Чем выше индекс, тем тоньше линза при той же оптической силе. Поликарбонат (показатель 1,59) применяют для детских и спортивных очков благодаря исключительной ударостойкости — он не раскалывается даже при сильном ударе.
Стеклянные линзы сохраняются в нишевых применениях: они царапаются меньше полимеров без покрытий и дают более чистое изображение при высоком диоптрийном значении. Минеральное стекло с показателем 1,7–1,9 используют для сложных рецептов, особенно при астигматизме высокой степени.
Изготовление заготовки и обработка по рецепту
Полимерные заготовки производят методом отливки: жидкий мономер заливают в форму между двумя стеклянными матрицами и оставляют полимеризоваться при постепенном нагреве в течение 8–20 часов. Передняя поверхность уже сформирована в нужной кривизне, задняя остаётся плоской или сферической — её будут дорабатывать под конкретный рецепт.
На оптическом производстве заготовку устанавливают на компьютеризированный фрезерный станок с алмазным резцом. Программа рассчитывает траекторию резца по данным рецепта: сфера, цилиндр, ось астигматизма, призма, прогрессивный дизайн. Токарная обработка занимает 2–5 минут. Поверхность после фрезы остаётся матовой с бороздками, поэтому следующий этап — шлифование и полировка абразивными дисками с последовательно уменьшающейся зернистостью. Финальная полировка доводит поверхность до оптической прозрачности.
После механической обработки линзу промывают в ультразвуковых ваннах и проверяют оптические параметры на специальном приборе — лансометре. Отклонение от рецепта не должно превышать десятых долей диоптрии.
Нанесение покрытий: твёрдость, просветление и фильтрация
Чистая полимерная линза без покрытий легко царапается и отражает до 8% света с каждой поверхности. Поэтому все современные линзы проходят многослойное покрытие.
Первый слой — твёрдое противоцарапающее покрытие. Линзу погружают в лак на основе кварцевых соединений и отверждают при температуре 100–120 градусов или ультрафиолетом. Твёрдость поверхности возрастает в несколько раз.
Затем в вакуумной камере методом физического осаждения (PVD) наносят антирефлексное покрытие из чередующихся слоёв оксидов металлов толщиной десятки нанометров. Каждый слой гасит определённую длину волны отражённого света. Качественное просветление снижает суммарное отражение до 0,5–1%, что заметно улучшает видимость и снижает усталость глаз при работе за экраном.
Поверх антирефлекса наносят гидрофобный и олеофобный слой, отталкивающий воду и жир. Опционально добавляют слой с фильтрацией синего высокоэнергетичного света. Готовую линзу обрезают по форме оправы на станке-эджере и устанавливают в очки. На выходе изделие проверяют по центрированию, диоптриям и качеству покрытия.
