分享一下：光學(xué)鏡片加工技術(shù)是怎樣的？

一、光學(xué)鏡片由來(lái)

光學(xué)鏡片最初用于制造鏡頭的玻璃，就是普通窗戶玻璃或酒瓶上的疙瘩，形狀類似“冠”，皇冠玻璃或冕牌玻璃的名稱由此而來(lái)。那時(shí)候的玻璃極不均勻，多泡沫。除了冕牌玻璃外還有另一種含鉛量較多的燧石玻璃。1790年左右法國(guó)人皮而·路易·均納德發(fā)現(xiàn)攪拌玻璃醬可以制造質(zhì)地均勻的玻璃。1884年蔡司公司的恩斯特·阿貝和奧托·肖特在德國(guó)耶拿市創(chuàng)建肖特玻璃廠（Schott Glaswerke AG ），在幾年內(nèi)研制了幾十種光學(xué)玻璃，其中以高折射率的鋇質(zhì)冕牌玻璃的發(fā)明為肖特玻璃廠的重要成就之一。

二，光學(xué)鏡片冷加工工序

第1道：銑磨,是去除鏡片表面凹凸不平的氣泡和雜質(zhì),(約0.05-0.08)起到成型作用。

第2道就是精磨工序,銑磨出來(lái)的鏡片將其的破壞層給消除掉,固定R值。

第3道就是拋光工序,是將精磨鏡片再一次拋光,這道工序主要是為了把外觀做的更好。

第4道就是清洗,拋光過(guò)后的鏡片將其表面的拋光粉清洗干凈.防止壓克。

第5道就是磨邊,是將原有鏡片外徑將其磨削到指定外徑。

第6道就是鍍膜,是將有需要鍍膜鏡片表面鍍上一層或多層的有色膜或其他膜。

第7道就是涂墨,是將有需要鏡片防止反光在其邊緣涂上一層黑墨。

第8道就是膠合,是將有2個(gè)R值相反大小和外徑材質(zhì)一樣的鏡片用膠將其聯(lián)合。

三.光學(xué)鏡片原材料說(shuō)明

鏡片材料采用透明的介質(zhì)，主要分為無(wú)機(jī)和有機(jī)二大類。在我們的日常生活還會(huì)碰到一種天然介質(zhì)水晶鏡片，這是用石英礦磨制成的鏡片。古代有水晶能養(yǎng)顏明目的說(shuō)法，但事實(shí)上水晶的主要成分是二氧化硅（sio2），最大優(yōu)點(diǎn)是硬度高且不易受潮，但紫外線及紅外線的透過(guò)率較高，而且水晶中密度不均勻，含雜質(zhì)，有條紋及氣泡等到產(chǎn)生，會(huì)形成雙折射現(xiàn)象，從而影響視力。

1、 無(wú)機(jī)材料--玻璃

玻璃是非常特殊的不定型材料，在常溫下呈現(xiàn)固體，堅(jiān)硬但易碎，在高溫下具有粘性。玻璃沒(méi)有固定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因而沒(méi)有確切的熔點(diǎn)。隨著溫度的上升，玻璃材料會(huì)變軟、粘性增加，并逐漸由固體變?yōu)橐后w，這種逐漸變化的特性我們稱之為"玻璃狀態(tài)"。這一特性意味著玻璃在高溫時(shí)可以被加工和鑄型。玻璃材料制成的光學(xué)鏡片具有非常好的透光性、表面拋光后更加透明，切因?yàn)橛捕雀?，更易加工成型，精度更高?/p>

（1）普通玻璃材料（1.5和1.6）：折射率為1.523的冕牌玻璃是傳統(tǒng)光學(xué)鏡片的制造材料，其中60%~70%為二氧化硅，其余則由氧化鈣、鈉和硼等多種物質(zhì)混合。

（2）高折射率玻璃材料：經(jīng)過(guò)多年的研究，鏡片制造商已經(jīng)找到了在提高材料折射率的同時(shí)又保持低色散的方法，即在玻璃中加入新的化學(xué)元素。 早在1975年就生產(chǎn)出了含鈦元素的鏡片，折射率為1.7，阿貝數(shù)為41；15年之后又生產(chǎn)出了含鑭元素的鏡片，折射率為1.8，阿貝數(shù)為34；1995年出現(xiàn)折射率為1.9的材料，加入了元素鈮，阿貝數(shù)為30，這是目前折射率最高的鏡片材料。廣泛應(yīng)用于各學(xué)實(shí)驗(yàn)室，各大型企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)用于有關(guān)于光學(xué)領(lǐng)域的研發(fā)，生產(chǎn)。

（3）染色玻璃材料：在玻璃材料中混合入一些具有特殊吸收性質(zhì)的金屬鹽后會(huì)表現(xiàn)出著色的效果，例如：加鎳和鈷（紫色），鈷和銅（藍(lán)色），鉻（綠色），鐵，鎘（黃色），金，銅和硒（紅色）等等。這些染色鏡片材料主要應(yīng)用于大規(guī)模地生產(chǎn)平光太陽(yáng)鏡片或防護(hù)鏡片。一些具有特殊過(guò)濾性質(zhì)的淺色材料（棕色、灰色、綠色或粉紅色）也被用于生產(chǎn)屈光矯正鏡片。

（4）光致變色玻璃材料：光致變色現(xiàn)象是通過(guò)改變材料的光線吸收屬性，使材料對(duì)太陽(yáng)光強(qiáng)度作出反應(yīng)的一種性質(zhì)。它的基本原則是使普通的玻璃（包括塑料光致變色材料）在紫外線輻射的影響下顏色變深，以及在周圍高溫的影響下顏色變淡，這兩個(gè)過(guò)程是可逆的，而且可能一直存在。這一現(xiàn)象是通過(guò)激活在材料中混合的光致變色物質(zhì)的分子而完成的。1962年出現(xiàn)了第一代光致變色玻璃材料,此后性能不斷得到改良。其主要是在玻璃材料中加入了鹵化銀晶體。這些晶體在紫外線幅射下起化學(xué)反應(yīng)，使鏡片的顏色變深。第一代光致變色玻璃材料的變色原理是銀原子和氯原子之間的一種電子交換，通過(guò)氯化銀和周圍的環(huán)境來(lái)表現(xiàn)。在沒(méi)有光線的條件下，氯化銀呈離子態(tài)，因銀離子是透明的，所以鏡片也是透明的；而在紫外線輻射下，不穩(wěn)定電子離開(kāi)了氯離子，與銀離子結(jié)合為金屬銀并吸收光，鏡片則變深。當(dāng)紫外線輻射減弱，移動(dòng)電子離開(kāi)銀原子返回氯原子，鏡片逐漸恢復(fù)了原先的清澈狀態(tài)。對(duì)一般的光致變色玻璃，變色同時(shí)也受到溫度的控制，在光照度不變時(shí)，溫度越低則顏色越深。光致變色材料大多是灰色和棕色的，俗稱灰變和茶變，其它的顏色也可以通過(guò)專門的工藝達(dá)到。所有的眼鏡片，包括熔化雙焦點(diǎn)鏡片、漸進(jìn)鏡片都可以使用光致變色材料制造。近年來(lái)，光致變色樹(shù)脂鏡片的發(fā)展較快，材料在不斷改良，其折射率已不再局限于1.50。

2、有機(jī)材料

有機(jī)材料可以分為兩大類：熱固性材料，具有加熱后硬化的性質(zhì)，受熱不會(huì)變形，眼鏡片大部分以這種材料為主，如CR-39。熱塑性材料，具有加熱后軟化的性質(zhì)，尤其是適合熱塑和注塑，聚碳酸酯PC就是這種材料。

（1）熱固性材料 1）普通樹(shù)脂材料：（CR-39） 學(xué)名碳本酸丙烯乙酸，或稱烯丙基二甘醇酸脂（Dially Glycol Carbonates），是應(yīng)用最廣泛的生產(chǎn)普通樹(shù)脂鏡片的材料。它于四十年代被美國(guó)哥倫比亞公司的化學(xué)家發(fā)現(xiàn)，是美國(guó)空軍所研制的一系列聚合物中的第39號(hào)材料，因此，被稱為CR-39（哥倫比亞樹(shù)脂第39號(hào)）。CR-39被用于生產(chǎn)眼用矯正鏡片是在1955~1960年，是第一代的超輕、抗沖擊的樹(shù)脂鏡片。CR-39作為一種熱固性材料，單體呈液態(tài)，在加熱和加入催化劑的條件下聚合固化。聚合是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，即由幾個(gè)相同分子結(jié)構(gòu)的單體組成的一個(gè)新的聚合體分子，具有不同的長(zhǎng)度和性質(zhì)。作為光學(xué)鏡片，CR-39材料性質(zhì)的參數(shù)十分適宜：折射率為1.5（接近普通玻璃鏡片）、密度1.32（幾乎是玻璃的一半）、阿貝數(shù)為58~59（只有很少的色射）、抗沖擊、高透光率，可以進(jìn)行染色和鍍膜處理。它主要的缺點(diǎn)是耐磨性不及玻璃，需要鍍抗磨損膜處理。樹(shù)脂鏡片可采用模式壓法加工鏡片表面的曲率，因此很適用于非球面鏡片的生產(chǎn)。

（2）中高折射率樹(shù)脂材料：大部分的中折射率和高折射率材料都是熱固性樹(shù)脂，其發(fā)展非常迅速。它們的折射率可以使用以下任意一種技術(shù)來(lái)增加：改變?cè)肿又须娮拥慕Y(jié)構(gòu)，例如：引入苯環(huán)結(jié)構(gòu)；在原分子中加入重原子，諸如鹵素（氯、溴等）或硫。與傳統(tǒng)CR-39相比，用中高折射率樹(shù)脂材料制造的鏡片更輕、更薄。它們的比重與CR-39大體一致（在1.20到1.40之間），但色散較大（阿貝數(shù)45），抗熱性能較差，然而抗紫外線較佳，同時(shí)也可以染色和進(jìn)行各種系統(tǒng)的表面鍍膜處理。使用這些材料的鏡片制造工藝與CR-39的制造原理大體一致?，F(xiàn)在1.67的樹(shù)脂材料已廣泛流行，而且象1.7的樹(shù)脂材料也已在市場(chǎng)上有銷售。視光業(yè)的專業(yè)人員正不斷研制開(kāi)發(fā)新材料，改良原有材料，以期樹(shù)脂材料在將來(lái)獲得更好的性能。

（3）染色樹(shù)脂材料：現(xiàn)在的一項(xiàng)技術(shù)即是使用浸泡在溶有有機(jī)色素的熱水中，常用的染料有紅色、綠色、黃色、藍(lán)色、灰色、和棕色，根據(jù)需求可任意調(diào)染，顏色的深淺也可以控制，可以將整片鏡片染色成一種顏色，也可以染成逐漸變化的顏色，例如鏡片上部深色，往下逐漸減淺，即俗稱的雙色或漸進(jìn)色

（4）光致變色樹(shù)脂材料：第一代光致變色樹(shù)脂鏡片大約出現(xiàn)在1986年，但是直到1990年第一代Transi-tion鏡片面市后，它才真正開(kāi)始普及。光致變色效果是在材料中加入了感光的混合物而獲得的，在特殊波段的紫外線輻射作用下，這些感光物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，改變了材料的吸收能力。這些混合物與的結(jié)合主要有兩種方法：在聚合前與液態(tài)單體混合，或在聚合后滲入材料中（Transition鏡片就采用后一種方法）。光致變色樹(shù)脂鏡片采用幾種光致變色物質(zhì)，在最后的制造中使這些不同的 變色效果結(jié)合起來(lái)，這使得鏡片變色不但迅速，而且不完全受溫度的控制。

（5）一種新型的光致變色樹(shù)脂鏡片已于1993年投放市場(chǎng)，熱塑性材料（聚碳酸酯，POLYCARBONATE，簡(jiǎn)稱PC） 熱塑性材料如PMMA早在五十年代就被首次用于制造鏡片，但是由于受熱易變形及耐磨性較差的缺點(diǎn)，很快就被CR－39所替代。然而今天，聚碳酸酯的發(fā)展將熱塑性材料帶回了鏡片領(lǐng)域。實(shí)際上，聚碳酸酯也不是一種新材料，它大約在1995年就被發(fā)現(xiàn)了，但真正在視光領(lǐng)域的使用僅僅是近幾年，它在歷經(jīng)了數(shù)年的研制和多次的改進(jìn)之后尤其是應(yīng)用于CD產(chǎn)業(yè)，其光學(xué)質(zhì)量已可與其它鏡片材料相媲美。聚碳酸酯是直線形無(wú)定型結(jié)構(gòu)的熱塑聚合體，具有許多光學(xué)方面的優(yōu)點(diǎn)：出色的抗沖擊性（是CR－39的10倍以上），高折射率（ne=1.591,nd=1.586),非常輕（比重＝1.20g/立方厘米），100%抗紫外線（385nm),耐高溫（軟化點(diǎn)為140 °C/280 °F）。聚碳酸酯材料也可進(jìn)行系統(tǒng)的鍍膜處理。它的阿貝數(shù)較低（Ve=31,Vd=30)。在染色方面，由于聚碳酸酯材料本身不易著色，所以大多通過(guò)可染色的抗磨損膜吸收顏色。