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眼鏡制做工藝是怎樣的?

1、當我們想為自己日漸模糊的雙眼配壹副眼鏡時,面對櫃臺裏琳瑯滿目的眼鏡,常會聽到營業員向我們介紹“純鈦架”、“合金架”或是其它記都記不過來的什麽什麽架。這時,我們會感到很茫然。現實的情況是,大到眼鏡的知識小到鏡架的材料,我們都知之甚少甚至壹無所知。那麽,從現在開始,我們來為自己寶貴的雙眼補補這門課吧。首先我們對鏡架的材料作壹些基本的了解。

材質識鏡架

鏡架的材料是決定其價格的壹個重要因素,市場上有的鏡架十幾塊錢,有的上千元,主要就是因為鏡架材料和做工的差別。目前市場主要有三大類鏡架材料:天然材料、金屬材料、塑料材料。

天然材料

古代曾有用牛等動物的角或皮來作鏡框,但現在已不再使用。

玳瑁甲 是天然材料的代表之作,主要取材於玳瑁的殼,壹般能做鏡框的玳瑁傳說需要上百年,其優點是:重量輕、非常耐用,色澤光亮,不會使皮膚過敏。玳瑁甲的品質以顏色而論,有琥珀、金黃、亞黃、灰暗、中斑、中紅深斑和烏雲八種。玳瑁架價格貴,並且玳瑁已被國家列為保護動物,所以已很少使用,這樣壹來玳瑁架的價值就更高了。

金屬材料

主要有銅合金、合金架蒙耐爾、鎳鉻合金、記憶合金、不銹鋼、開金架、鉑金架等。

銅合金 以銅和其它金屬混合材料制成。主要有鋅白銅(銅鎳鋅合金)、黃銅、銅鎳鋅錫合金、青銅、鎳 銅合金等。

蒙耐爾合金 由這種材料制作的鏡架易於加工,是高度耐腐蝕的合金,其彈性較差,壹般作為中高檔鏡架的材料。

鎳鉻合金 又稱為新合金,色澤為銀白色,彈性較差。

記憶合金 具有超彈性,當用力彎曲或拉緊後放松,形狀忘記合金便會恢復原狀。

純鈦架 鈦是種超輕量的金屬,有其它材料所無可比擬的輕盈,富有彈性,比其它任何金屬更耐腐蝕,對汗水,比鋼鐵更耐磨。鈦金屬能將百分之百的侵蝕阻隔在外效果優於鉑金。

開金架 是金合金做材料的鏡架。由於純金很柔軟,所以用黃金做鏡架時,壹般要添加銀、鋼或其它金屬以增加強度和韌性。現在,開金壹般用作金屬架的表面處理材料。

鉑金架架 鉑金是壹種白色金屬,質重而價昂,純度為95%。

塑料材料

主要是醋酸纖維鏡架,根據制作工藝的不同,可分為板材架、註塑架。

板材架 用醋酸纖維板材切割加工的鏡架。板材其特性是不易燃燒、比較輕,幾乎不受紫外線的照射而變色,硬度較大光澤度較好,耐用,不易加熱加工,款式較美觀,配戴後不易變形。

註塑架 用醋酸纖維顆粒用註塑機擠壓而成型。

鏡架材料在質量上要求如下:

*鏡架各部位具有柔韌性和堅固性

*質輕

*抗腐蝕性能優良,這會便鏡架不易變舊 ,而且能保護鏡架免受化學物質的侵蝕(也可鍍上適當的膜層)

壹、金屬鏡架

(1)加工方法

主要由零件加工、裝配、拋光和表面處理四道工序組成。壹副眼鏡架通常由二、三十種零件組成,主要有鏡圈、鏡腳、鼻托、鉸鏈、鎖緊塊和螺絲等等。

零件材料的性能及尺寸精度直接決定了後道工序的加工工藝及最終產品質量,因而零件加工工序至關重要。對構成眼鏡零件金屬材料的選擇主要以材料指標優劣為依據,即:機械性能(包括強度、彈性、塑性)、工藝性(包括冷、熱加工成型性)、耐腐蝕性、焊接性、切削加工性、耐磨性、電鍍性、色度等。眼鏡金屬材料的不斷發展都是圍繞以上性能進行研究、提高來加以實現的。

(2)表面處理

金屬鏡架的制造壹般都是以某種金屬為底材,然後對其表面進行處理,表面處理方法基本如下:

1)包金: 又稱貼金,即在底材上包上(貼上)金合金(開金)的薄片,厚約10~ 5Oum。

包金的表示方法有兩種,壹是所包開金占鏡架重量的比例 ,比如1/10 l2K,這表明鏡架重量的十分之壹為12開金;二是用純金重量占鏡架重量的比例表示,比如50/1000,這表明純金上鏡架重量的5% 。

2)電鍍: 通過電化學的原理將某種金屬鍍在底材上的表面處理方法,比如鍍金、鍍鈦、鍍黑鉻等等。以鍍金為例,在其它金屬材料制成的鏡架上鍍金,鍍鈦、鍍黑鉻等等。 以改善外觀,同時使其具有金耐腐蝕的特點。鍍金及開金的顏色與其中其它金屬的種類有關,含鋅量多的偏白,含銅量多的偏黃。

3)著色: 又稱噴塗著色,是通過噴塗對鏡架的底材表面進行處理的方法。比如環氧樹脂粉末噴塗、塑料噴塗著色等等。這種方法既可以得到豐富的色澤,還可進行多層著色處理。

二、塑料鏡架

(1)加工方法

1)在塑料板材上把鏡框和鏡腳切割出來,用鉸鏈連起來。這種加工方法產品質量好,但成本高,適合少批量生產。

2)註塑成型,將塑料軟化,註入模具內真空鑄造。這種加工方法自動化程度高,成本低,適合大批量生產。

2、眼鏡鏡片材料的發展

前言:生活中沒有壹成不變的事,唯壹永恒的是變化。恰是提高、革新的激勵推動著社會車輪的前進。眼鏡鏡片材料的發展史正是如此。目前,在西方國家,作為醫療手段,眼鏡的使用率僅次於阿斯匹林;在我國,需要配戴眼鏡者約為4億多。眼鏡鏡片材料主要分為天然介質、光學玻璃、樹脂等。天然介質早已被光學玻璃所取代。本文只就光學玻璃、樹脂的發展史、分類、特性及發展前景加以簡述。

壹.光學玻璃

(壹)光學玻璃的發展史

大約在十三世紀末期,由於缺乏高質量的均質性光學玻璃,眼鏡被發明僅限於矯正老視。直到1608年,Calileo發明望遠鏡,對光學玻璃的質量提出了極高的要求,從而推動了鏡片材料制造工藝的突破性發展。十七世紀,Fraunhofer研究了玻璃對太陽光譜的折射、色散及望遠鏡鏡片對色散的矯正。1757年,Dolland用冕牌玻璃、燧石玻璃制成了無色差鏡片。1880年,Abbe介紹了壹種高折射率的光學玻璃,色散並無明顯相應增加。此後,德國Carl Zeiss公司制造出這種玻璃的透鏡。進入二十世紀,光學玻璃大量生產,品種繁多,作為眼鏡鏡片的材料,其質量要求以具備良好的光學性能為主,如折射率、色散等。

(二)光學玻璃的品種

光學玻璃最重要的特性是折射率n、色散(以阿貝數V的倒數來表示)和比重SG。

nd=真空中氦光的速度/光學媒質中氦光的速度。

Vd=(nd-1)/(nf-nc)

式中c、f兩譜線為紅藍兩色,波長為486nm、656nm。V值高,則色散低。

SG是等體積物體與水的重量之比值。目前,阿貝數>50的光學玻璃通常稱為冕牌玻璃,而阿貝數<50的光學玻璃稱為燧石玻璃,但並非所有的光學玻璃都按此分類,最常用的是采用6位數標誌法,前3位數表示折射率的小數部分,後3位數表示阿貝數,如眼鏡冕牌玻璃標誌為523590。

市場上廣泛應用的光學玻璃主要是眼鏡冕牌玻璃、燧石玻璃和冕號玻璃三種材料。冕牌玻璃,其折射率為1.523,阿貝數為59,主要用於單光鏡、雙光鏡及多焦點鏡的視遠區。燧石玻璃,折射率較高(約為1.580~1.690),色散大(阿貝數小,約30~40),主要用於制作融合雙光鏡的子片、高度數鏡片(高折射率可使鏡片厚度變薄,盡管其重量增加)。冕號玻璃,折射率1.541~1.616,阿貝數55~59,主要用於制作融合雙光鏡的子片。近年來,壹些高折射率的光學玻璃和吸收透鏡相繼進入市場,前者的n為1.60、1.70、1.80,能減少高度數鏡片的厚度;後者則在原光學玻璃材料中加入金屬氧化物,可吸收紫外線。

(三)光學玻璃的特性與缺陷

光學玻璃應具有以下特性:

1.均壹性(化學組成成分與物理狀態的均壹性) 若鏡片材料存在裂隙、氣泡、雜質、混濁、變形等,則將嚴重 影響光學性能。

2.合適的折射率與色散值 折射率隨波長下降而增加,折射率越高通常色散也逐漸增加。如,光學玻璃折射率為1.80,阿貝數為32~35.4,患者常抱怨戴鏡時的視覺受彩色條紋的幹擾。折射率增加通常比重也增加,因此高折射率鏡片厚度較薄,但重量卻較重。

3.高透明度 光學玻璃的透光率為92%,高折射率光學玻璃因反射量增加而導致透光率下降,此外,鏡片越厚,因光吸收作用,透光率也會降低。

4.化學物理穩定性 光學玻璃應能有效、持久地抵抗天氣的影響,且不著色、不褪色。對雙光鏡而言,子片與主片應具有相同的膨脹率。

(四)光學玻璃的硬度

光學玻璃理論上的抗張強度非常高,超過400萬磅/平方英寸,但事實上卻在2000~10000磅/平方英寸時即發生破裂,且光學玻璃無韌性,脆性高。光學玻璃的抗沖擊力取決於其表面和邊緣的質量。美國FDA對鏡片強度標準作出了嚴格的規定,以盡量減少或避免鏡片破碎時造成嚴重的眼外傷。

(五)光學玻璃逐漸被樹脂取代

隨著科學技術的日益發展,眼科學、光學、制造工藝學等知識日益完善、深入,眼球作為接受光信息的感受器所經受的光損傷機制日益被認識,紫外光雖只占日光輻射能量的5%,但對眼的危害最大。眼的屈光介質能吸收大部分紫外光,但仍有少部分紫外光到達視網膜,導致慢性的視網膜光損傷。因此,眼鏡作為矯正屈光不正、老視等醫療工具,理想的鏡片不僅要具有完美的光學性能,重量輕,厚度薄,且必須具有吸收紫外光,足夠的抗沖擊力等特點。光學玻璃作為眼鏡鏡片材料,有其不可克服的許多缺點,因此,目前市場占有率逐年下降,樹脂鏡片則應運而生。

二.樹脂鏡片

(壹)發展史

與光學玻璃相比,樹脂鏡片的發展史非常短暫。正如第壹次世界大戰推動了美國光學玻璃工業的發展,第二次世界大戰推動了美國樹脂工業的發展。1947年,哥倫比亞樹脂(Columbia Resin 39,CR-39)已開始作為眼鏡鏡片材料應用;1978年,聚碳酸酯樹脂(Polycarbonate Resin)問世。由於美國FDA對鏡片的抗沖擊力的檢測要求、大鏡片的流行以及能有效進行時尚染色,樹脂鏡片的需求量日增,市場占有率逐年擴大。

(二)光學與物理特性

1.哥倫比亞樹脂CR-39 折射率為1.498,阿貝數為58,比重為1.32。它具有下列優點:①重量輕(比重低),其重量約為等規格冕牌玻璃的壹半;②具有較強的抗沖擊力,即使破裂,碎片刃口較鈍;③化學性能惰性;④因熱傳導系數低,具有較好的抗霧性能;⑤鏡片設計多樣化;⑥抗凹陷,因其表面彈性大,對高速粒子的沖擊可予以反彈,不易損傷表面。然而,CR-39也有壹些缺點:①鏡片表面易磨損,須通過鍍膜來改善;②因折射率相對較低,鏡片相對較厚,鏡片越大,邊緣厚度越厚,配戴者常抱怨不美觀;③折射率受溫度影響。80年代,CR-39在美國的市場占有率約為90%。

2.聚碳酸酯樹脂(Polycarbonate Resin) 折射率為1.586,比重為1.20,重量較輕,厚度較薄。由於聚碳酸酯樹脂鏡片表面較軟且易磨損,故鏡片表面須鍍抗摩擦膜。該材料鏡片能吸收紫外線,有助於防止眼球的光損傷。該材料鏡片折射率高,故反射率也高,故須鍍抗反射膜。其最大的優點是具有非常好的抗沖擊力。其缺點主要是阿貝系低,色散高,故易導致周邊色差。盡管消費者很少抱怨色差,但仍應該告訴消費者色差問題和周邊視力下降的可能性。進入90年代,在美國市場,聚碳酸酯樹脂正逐步取代CR-39的主導地位,已廣泛應用於單光鏡、多焦點鏡及漸變多焦點鏡,它具有更好的安全性。

三.眼鏡鏡片材料的發展前景

當前,聚碳酸酯樹脂是較為理想的鏡片材料。然而變化是永恒的,社會在不斷進步,眼鏡鏡片材料發展必將不斷趨向理想化。目前,由於聚碳酸酯樹脂鏡片的特性優於其它鏡片材料,因此,具有較好的市場前景,尤其適用於屈光不正高於+5.00D、單眼屈光不正兒童以及從事危險職業的配戴者。