眼鏡片的材料特性與制造工藝基礎(chǔ)

§第一章眼鏡片基礎(chǔ)知識眼鏡片是用來矯正屈光不正、保護眼睛的光學透鏡。眼鏡片的屈光與成像理論遵循幾何光學的定理和定律?！?—1眼鏡片材料簡史一；眼鏡片材料的發(fā)展簡史1：13世紀，生產(chǎn)出折射率為1.50的眼用玻璃鏡片。2；18世紀，生產(chǎn)出冕牌玻璃鏡片♀3：19世紀下半葉，燧石玻璃鏡片誕生，折射率為1.70，但色散明顯。4：20世紀60年代，折射率為1.50的CR39樹脂鏡片與光致變色玻璃開始應用。5：20世紀80年代，聚碳酸酯（PC）材料應用于鏡片，折射率為1.60的玻璃鏡片與樹脂鏡片出現(xiàn)，折射率為1.50光致變色樹脂鏡片開始得到應用。6：20世紀90年代，高折射率的樹脂材料與新一代樹脂變色材料問世，折射率為1.90的玻璃材料出現(xiàn)，改進后的材料面市。在20世紀下半葉，眼鏡片領(lǐng)域的主要代表性的成果有：樹脂材料的問世，變色材料出現(xiàn)與推廣，漸進多焦點鏡片與隱形眼鏡的廣泛應用?！舛貉坨R片的復合系統(tǒng)?，F(xiàn)代眼鏡片是一組復雜的光學系統(tǒng)，它是賦予了特性的多種材料與膜層的組合體。以鏡片開始由內(nèi)到外分別是鏡片的片基，染料，抗沖擊膜，耐磨損膜，減反膜及頂膜，♀§1—2眼鏡片的形狀一.眼鏡片的毛邊形狀1.毛邊眼鏡片——已完成表面光學加工，尚未按鏡架尺寸和幾何形狀磨邊加工的鏡片。2.毛邊鏡片的形狀主要有兩種：圓形，矩形。國內(nèi)外毛邊鏡片的形狀，絕大部分為圓形。二.眼鏡片折射面的剖面形狀把眼鏡片沿折射面中央截開，就可以看到剖面形狀。1.正鏡片負鏡片棱鏡片2.雙凸，平凸，凹凸（新月型）雙凹，平凹，凹凹（新月型）三棱鏡，凸凹棱鏡♀三.眼鏡片折射面的形成1.正鏡片（凸鏡片）折射面的形成。2.負鏡片（凹透鏡）的折射面的形成?！狻?—3眼鏡片的性質(zhì)一.正鏡片的性質(zhì)正鏡片為凸透鏡，會聚透鏡，俗稱老光鏡、遠視鏡等。1.平行光線通過正鏡片后，會聚成一點F`該點F`稱為焦點，焦點F`與鏡片的距離稱為焦距f`。2.正鏡片的焦點在入射光線的對側(cè)，我們稱該焦距為正焦距，屈光度是焦距的倒數(shù)，也為正值。3.正鏡片的中央厚,邊緣薄。4.正鏡片與眼睛結(jié)合成一個光學系統(tǒng)，使平行光線經(jīng)鏡片、眼睛折射后，使遠視眼焦點過后的情況得到改善，起光學矯正的效果?！舛?負鏡片的性質(zhì)負鏡片也稱為凹透鏡，發(fā)散透鏡，俗稱近視鏡。1.平行光線通過負鏡片后發(fā)散，不能形成一點。2.但從發(fā)散光線的反向延伸，可在入射光線的同側(cè)形成焦點F`，我們稱該焦距f`為負焦距，屈光度為負值。3.負鏡片的中央薄,邊緣厚。4.負鏡片與眼睛結(jié)合成一個光學系統(tǒng)，使平行光線經(jīng)鏡片、眼睛折射后焦點距離變大，使近視眼焦點過前的情況得到改善，起光學矯正的效果?！馊?會聚光線，發(fā)散光線都是棱鏡折射的結(jié)果。正鏡片與負鏡片都可看成是無數(shù)多個三棱鏡組成，光線通過三棱鏡折向底邊，所以形成了正鏡片的會聚光線及負鏡片的發(fā)散光線?！狻?—4眼鏡片的分類眼鏡片的分類，可按用途、材料、性質(zhì)、規(guī)格、設(shè)計、加工等劃分。一.按用途分類1.矯正視力鏡片單焦點（單光）多焦點雙焦點（雙光）三焦點（三光）漸變多焦點（漸進片）2.遮陽、防護鏡片吸收式反射式♀二.按材料分類1.光學玻璃鏡片片：白白托片；克斯斯片；克塞塞片；超薄薄鏡片。2．光學塑料鏡鏡片：PMMA，HEMA（軟性CL鏡片）；CR—39；PC。三，按性質(zhì)規(guī)規(guī)格分類1、按性質(zhì)分：：正鏡片；負負鏡片；柱鏡鏡片；球柱鏡鏡片；三棱鏡鏡片。2、按規(guī)格分：：?60；?65；?70；?75；?80四．按加入不不同金屬氧化化物或染色產(chǎn)產(chǎn)生顏色分類類1.無色透明鏡片片2.有色透明鏡片片3.光致變色鏡片片♀五．按表面設(shè)設(shè)計、加工形形式分類1.球面鏡鏡片2.環(huán)曲面面鏡片片3.非球面面鏡片片4.縮徑鏡鏡片（（草帽帽片））5.等曲率率削薄薄鏡片片六．按按表面面加膜膜處理理分類類1.減反膜膜2.加硬膜膜3.憎水膜膜4.彩色膜膜5.保護膜膜♀§第二章章眼眼鏡片片的材材料與與性能能要求求§2—1眼鏡片片的性性能要要求一.鏡片材材料的的性能能要求求。眼鏡是是矯正正視力力、保保護眼眼睛的的醫(yī)療療器具具，所所以對對鏡片片材料料的要要求很很高，，一般般可歸歸納為為以下下要求求1.用來制制造鏡鏡片的的材料料的折折射率率、比比重、、阿貝貝數(shù)三三要素素的物物理光光學指指數(shù)，，必須須達到到一定定的標標準，，而且且要穩(wěn)穩(wěn)定。。2.對可可見見光光有有較較高高的的透透過過率率，，對對紫紫外外線線、、紅紅外外線線等等有有害害輻輻射射線線有有吸吸收收作作用用。。3.鏡片表面面耐磨性性好，抗抗老化性性能好，，化學穩(wěn)穩(wěn)定性能能好，防防霉性能能好。4.熱膨脹脹少且且易加加工。?！舛?鏡片材材料的的光學學性能能1.折射率率n。1)折射——光線從從一種種透明明物體體斜射射入另另一透透明物物體，，其傳傳播方方向改改變的的現(xiàn)象象。2)折射率率：①理理論上上定義義：光光線在在真空空中（（空氣氣）的的傳播播速度度與光光線在在某該該種透透明物物體中中傳播播速度度之比比。n=真空中中的光光速/透明物物體中中的光光速。。②實實驗室室測定定折射射率：：入射射角（（入射射光線線與界界面法法線的的夾角角）正正弦值值與折折射角（出出射光光線與與界面面法線線夾角角）正正弦值值之比比n=sini/sinj♀3)鏡片材材料的的折射射率在真空空（空空氣））中，，各色色光的的光速速一致致，但但由于于每個個單色色光的的波長長不相相同，，所以以在各各光密密度不不同的的物質(zhì)質(zhì)中，，速度度也不不相同同，（（波長長越短短，速速度越越快，，所以以，紫紫外光光折射射率最最大，，紅外外光折折射率率最小?。?)折射率不同同同一屈光光度的鏡片片厚度也不不相同。折折射率越大大，鏡片厚厚度（正鏡鏡片中心厚厚度，負鏡鏡片邊緣厚厚度）越小小?！?.阿貝數(shù)Vd1)色散——不同波長的的光經(jīng)同一一光學玻璃璃折射后，，由于折射射綠不同而而分開的現(xiàn)現(xiàn)象。例如：白光光（陽光——七色光混合合）通過三三棱鏡后形形成彩虹七七色光帶。。2)阿貝貝數(shù)數(shù)Vd是衡衡量量色色散散大大小小的的一一個個指指標標，，習習慣慣上上用用色色散散率率的的倒倒數(shù)數(shù)Vd=（nd-1）/（nF-nc）（nF-nc）——平均色散nF——氫的F線486.1nm的紫光的折射射率nc——氫的C線656.3nm的紅光的折射射率阿貝數(shù)Vd越大→色差越越小→鏡片品品質(zhì)越好。3)折射率高的材材料，一般色色散也較高，，配戴此類鏡鏡片時，可能能出現(xiàn)成像顏顏色的偏差，，影響視覺效效果，例如：：白色物體邊邊緣出現(xiàn)有紅紅至藍的色帶帶?！馊虹R片材料料的物理機械械性能機械物理性質(zhì)質(zhì)反映了材料料的質(zhì)量，及及對變形與沖沖擊的抵抗力力，常用的有有：1、比重γ（伽瑪）比重——物體的重量與與體積溫度為為4℃的純水的比重重之比。單位位g/cm3（噸/米3）一般來講，折折射率越高的的材料，其比比重也越大。。N=1.7光學玻璃超薄薄鏡片比n=1.523光學玻璃普通通鏡片厚度雖雖有減薄，但但重量并沒有有明顯下降。。2、硬度：與表表面質(zhì)量有關(guān)關(guān)的機械指標標，可用硬度度儀來精確測測定,對光學玻璃來來說，其硬度度約為520kg/平方毫米顯微微硬度。3、抗沖擊性；；常采用由美美國食品與醫(yī)醫(yī)物管理局（（FDA）規(guī)定的落球球試驗來進行行。（即使用用一個16克鋼球從1.27米高處對準鏡鏡片中心落下下）?！馑模虹R片材料料的其它性能能1、熱性質(zhì)：如如材料的比熱熱，熔點，熱熱膨脹系數(shù)等等2、化學性質(zhì)；；化學穩(wěn)定性性（化穩(wěn)性）），化學成份份均勻性，抗抗霉變與老化化性能等在諸多的性能能中，我們更更關(guān)注的是鏡鏡片材料三要要素：折射率率，阿貝數(shù)與與比重?！狻?—2眼鏡片的常用用材料鏡片材料要透透過可見光，，所以必須是是透明的，透透明不一定就就是無色，按按需求可以是是無色透明和和有色透明。。主要材料有有三種。一.天然水晶水晶又稱石英英，化學成份份為二氧化硅硅SiO2純水晶中的SiO2的含量可達99.99%以上，水晶的的最大優(yōu)點是是透光率高，，硬度大，是是光學透鏡的的優(yōu)良材料。。但由于水晶晶對各種光線線的高透光率率，包括紫外外線和紅外線線的高透過率率，所以是不不宜作室外用用眼鏡片的原原因，此外，，水晶晶體有有雙折射現(xiàn)象象n1=1.554，n2=1.553。所以有復視視現(xiàn)象，水晶晶晶體生長緩緩慢，價格昂昂貴，因此，，水晶不是眼眼鏡片的合適適材料，目前前已被光學玻玻璃鏡片取代代?！舛?光學玻璃。光學玻璃是熔熔體經(jīng)過冷卻卻而獲得的一一種無定型物物質(zhì)。具有較較高的硬度，，較大的脆性性，對可見光光有較高的透透明度，對紫紫外線，紅外外線等有害輻輻射線有較高高的吸收性。。主要成份是是二氧化硅，，其次是三氧氧化硼和五氧氧化磷，加入入不同的金屬屬氧化物，可可以改變光學學玻璃的某些些特性，如透透光率，對可可見光譜的吸吸收選擇性，，硬度，折射射率等，從而而分為不同的的品種。光學玻璃具有有各項同性的的特點，其折折射率，硬度度，彈性模數(shù)數(shù)等在各方向向測得的數(shù)值值相等。光學玻璃按其其氧化物成份份不同可分為為以下二類♀1.無色光學玻璃璃1)冕牌玻璃（皇皇冠玻璃），，用K表示，折射率率1.523左右。2)火石玻璃（低低密度高折射射率玻璃）用用F表示。折射率率為1.6~1.9左右，也就是是俗稱超薄鏡鏡片。2.有色光學玻璃璃。在無色光學玻玻璃的原料中中加入一種或或多種金屬氧化物為著著色劑而制成成，它具有選選擇吸收可見見光譜內(nèi)一定波波長范圍的光光的特性，常常用于防護眼眼鏡（太陽鏡，，工業(yè)防護鏡鏡）♀三.光學塑料1.光學塑料是以以人工合成樹樹脂為主要成成份再加入各各種添加劑而而模塑成型的的透明高分子子有機化合物物。自從1940年塑料鏡片問問世以來，由由于它具有重重量輕，耐沖沖擊，染色方方便等優(yōu)點，，市場占有率率迅速增長，，隨著科技的的發(fā)展，光學學塑料鏡片的的最大缺點：：易磨損問題題也可通過表表面加硬技術(shù)術(shù)加以解決。?！?.塑料按按加熱熱后的的特點點分為為熱塑塑性塑塑料，，熱固固性塑塑料兩兩大類類。（1）熱塑塑性塑塑料：：加熱→→軟軟化→→冷冷卻→→固固化。?？煽赡鎻U料可可以回回爐再再利用用。例例如：：聚乙乙烯，，聚氯乙烯烯等（2）熱固固性塑塑料：：成品加加熱→→不不軟軟化→→強強熱→→碳碳化分分解，，不不可可逆廢料不不能回回爐再再生利利用。。例如如：酚酚醛塑塑料（（膠木木），，密胺胺等♀♀3．光學學塑料料鏡片片的主主要材材料（1．）PMMA塑料：：化學名名稱為為聚甲甲基丙丙酸類類脂，，市場場稱：：有機機玻璃璃，壓壓克力力。是是一種種熱塑塑性塑塑料，，其折折射率率n為1.498，比重重為1.19g/cm3，阿貝貝數(shù)V為58，透光光率約約為95%，具有有高透透明度度，容容易進進行模模型和和機械械加工工，價價格便便宜等等優(yōu)點點，缺缺點則則有，，吸濕濕性大大，容容易變變形，，表面面硬度度差，，并能能透過過紫外外線，，染色色后也也不宜宜制作作太陽陽鏡，，只能能制作作室內(nèi)內(nèi)用鏡鏡。（2．）CR—39塑料化學名名稱為為：碳碳酸炳炳烯乙乙酸。。俗稱稱：哥哥倫比比亞樹樹脂，，市場場稱為為樹脂脂片，，室一一種熱熱固性性塑料料，其其折射射率為為1.489，比重重為1.32g/cm3，阿貝貝數(shù)V為56，透光光率約約為92%，能吸吸收99%以上的的紫外外線，，耐溫溫在-40°~150°°之間，，可制制作近近視，，遠視視，雙雙光，，漸變變鏡，，散光光等各各類鏡鏡片，，染色色后可可制作作各種種遮陽陽鏡。?！猓?．）PC塑料化學名名稱為為聚碳碳酸脂脂。市市場稱稱為太太空片片，宇宇宙片片，也也是一一種熱熱塑性性塑料料，最最大特特點是是抗沖沖擊性性能好好，質(zhì)質(zhì)輕，，其折折射率率為1.586，比重重為1.20g/cm3，阿貝貝數(shù)V為30，能吸吸收全全部紫紫外線線。CR—39鏡片，，PC鏡片的的市場場遠景景很好好，是是非常常理想想的光光學玻玻璃的的更新新?lián)Q代代的新新品種種。許許多國國家都都立法法，青青少年年，老老年人人，司司機等等配鏡鏡者都都必須須使用用光學學塑料料鏡片片，不不能采采用光光學玻玻璃鏡鏡片，，以免免鏡片片碎裂裂時，，傷害害眼睛睛?！狻斓谌抡卵垩坨R鏡片的的加工工工藝藝§3－1光學玻玻璃鏡鏡片的的加工工制造造一.光學玻玻璃鏡鏡片毛毛坯的的熱加加工光學玻玻璃鏡鏡片毛毛坯現(xiàn)現(xiàn)在采采用連連續(xù)溶溶化一一次成成型加加工技技術(shù)。。（一.）生產(chǎn)產(chǎn)工藝藝流程程圖配料→→熔化化→壓壓型→→退火火→檢檢測→→入庫庫♀（二））：各各生產(chǎn)產(chǎn)工序序簡介介1.配料：：影影響響光學學玻璃璃質(zhì)量量的因因素很很復雜雜，而而原料料的配制是是主要要的影影響因因素，，必須須嚴格格加以以控制制，秤秤量時時，極小的的誤差差就會會引起起折射射率及及性質(zhì)質(zhì)的改改變，，配方方秤量量時采用萬萬分之之一精精度的的磅秤秤進行行秤量量，原原料按按配方方秤量量后，在在V型混料料機中中混合合均勻勻后裝裝袋。。2.熔煉：：包包括熔熔化、、澄清清、調(diào)調(diào)整勻勻化、、分配配四個個工步。（1）熔化化：用用電加加熱或或煤氣氣、天天然氣氣加熱熱池爐爐，使使原料料熔化化為粘粘流態(tài)態(tài)。（2）澄清：：原料熔熔化后產(chǎn)產(chǎn)生大量量氣泡，，必須進進行脫泡泡處理，，氣泡上上升速度度與玻璃璃液粘度度成反比比，而粘粘度與溫溫度成反反比，所所以，提提高溫度度使粘度度下降來來加快脫脫泡?！猓?）調(diào)整勻勻化：調(diào)調(diào)整是指指降溫來來增高玻玻璃液粘粘度，使使其滿足足成型要要求的粘粘度。均均化是指指把澄清清池中溫溫度高，，粘度小小，料質(zhì)質(zhì)步均勻勻的玻璃璃液在調(diào)調(diào)整勻化化池中充充分攪拌拌，使其其料質(zhì)均均勻并達達到光學學質(zhì)量的的要求。。在調(diào)整整均化中中是一邊邊降溫，，一邊不不停攪拌拌。（4）玻璃粘粘液分配配：玻璃璃液由鉑鉑金供料料管精確確控制溫溫度以調(diào)調(diào)節(jié)粘度度及流量量后流出出，用特特種鋼的的剪刀切切成要求求重量的的料滴。。3.自動壓型型：具具有有合適粘粘度及要要求重量量的玻璃璃液料滴滴，注入入模具型型腔內(nèi)，，經(jīng)自動動壓型機機壓制成成鏡片毛毛坯?！?.退火：：壓壓制后，，經(jīng)取出出裝置使使鏡片毛毛坯脫離離模具進進入網(wǎng)帶帶退火爐爐，鏡片片毛坯重重新被加加溫到退退火溫度度，保持持一段時時間，然然后按控控制的速速度降溫溫以消除除內(nèi)應力力。5.檢測入庫庫：鏡鏡片片毛坯退退火消除除內(nèi)應力力后，進進行各項項物理特特性及外外觀質(zhì)量量的檢測測，剔除除不合格格產(chǎn)品。。檢測的的主要項項目有：：折射率率，阿貝貝數(shù)，內(nèi)內(nèi)應力，，條紋，，氣泡，，直徑，，曲率，，中心厚厚，邊緣緣厚，等等。光學玻璃璃眼鏡片片的連熔熔成型工工藝，工工序少，，自動化化程度高高，成品品率達80％以上，，目前世界上上采用的的先進工工藝?！舛?光學玻璃璃鏡片的的冷加工工眼鏡片冷冷加工是是將已熱熱壓成型型的玻璃璃鏡片毛毛坯研磨磨成所需需的毛邊邊眼鏡片片。（一）常常用計算算公式1.屈光度公公式FD=(n-1)(1/r1-1/r2)2.后頂點鏡鏡度薄透透鏡公式式由于測量量時儀器器的限制制（主點點計算復復雜），，眼鏡片片的實際際屈光度度以眼鏡鏡后頂點點（近眼眼面頂點點）到焦焦點的距距離倒數(shù)數(shù)為實測測值。FD=1/fD♀2.模具屈光光度Ti計算公式式（模具具工作面面的曲率率半徑））模具屈光光度以nd=1.523為標準設(shè)設(shè)計的，，若鏡片片材料的的折射率率n不等于1.523，要磨出出屈光度度為Fi的鏡片，，就要采采用模具具屈光度度公式：：Ti＝0523Fi/（n-1）3.鏡片厚度度計算公公式弧矢高：：S＝r-√r2-y2若：曲面面的屈光光度F已知，則ri＝（n-1）*1000/Fi(毫米)現(xiàn)代鏡片片采用新新月型中心厚度度t=s1+e-s2(mm)♀4．環(huán)曲面面鏡片表表達式散光鏡片片（球柱柱聯(lián)合透透鏡）一一個表面面為球面面，另一一個表面面為環(huán)曲曲面（有有兩個最最大最小小且相互互垂直的的曲率，，這兩部部分曲率率半徑差差引起的的屈光度度差就是是柱鏡值值）♀外散鏡片片——環(huán)曲面在在凸表面面環(huán)曲面鏡鏡片表達達式為（+）基弧/正交弧F1—————————=——（-）球弧F2內(nèi)散鏡片片——環(huán)曲面在在凹面環(huán)曲面鏡鏡片表達達式為（+）球弧F1—————————=——（-）基弧/正交弧F2♀式中：FD——鏡片屈光光度fd`——焦距（米米）F1——凸表面屈屈光度F2——凹表面屈屈光度r1——凸表面曲曲率半徑徑（米））r2——凹表面曲曲率半徑徑（米））n,n`——鏡片材料料折射率率y——鏡片半徑徑（毫米米）♀(二）眼鏡鏡片冷加加工生產(chǎn)產(chǎn)工藝流流程圖鏡片毛坯坯粗粗磨（銑銑削）精磨拋拋光檢檢測入庫庫（三）各各生產(chǎn)工工序簡介介1.毛坯:在批量生生產(chǎn)中，，采用型型料毛坯坯進行加工，，以減少少研磨工工作量，，一般毛毛坯凸面鏡度與與加工鏡鏡度相近近，毛坯坯凹面鏡鏡度小于加工鏡鏡度?！?.粗磨（銑銑削）國內(nèi)外先進進的粗加工工采用銑磨磨機床進行單片磨削削，使被加加工鏡片表表面達到一一定的曲率半徑徑和表面粗粗糙度。磨削原理金剛石磨輪輪軸線與鏡鏡片工作軸軸軸線的夾角為α，相交于0點，各自繞繞軸線旋轉(zhuǎn)，兩個運運動結(jié)合在在一起，就就銑磨出鏡鏡片所需的球面面的曲率半半徑。球面面屈光度的的變化，只要調(diào)調(diào)整夾角為為α即可?！?.精磨拋光精磨與拋光光采用同一一種設(shè)備，，只不過磨磨料不同，精磨采采用金剛石石丸片，拋拋光采用聚聚氨脂、氧氧化鈰拋光片片。精磨是改善善粗磨（銑銑削）后鏡鏡片表面的的曲率半徑和表面面粗糙度，，拋光是消消除精磨后后鏡片表面面的加工痕跡跡，達到光光潔，透明明，屈光度度正確的最最終要求。精磨與拋光光是采用專專業(yè)模具，，凸模加工工鏡片凹表面，凹凹模加工鏡鏡片凸表面面，模具表表面曲率與與加工鏡片曲曲率基本相相同?！?.散光鏡片的的研磨散光鏡片鈰鈰環(huán)曲面鏡鏡片，在鏡鏡片的兩個個主子午線上屈光光度不同且且相互垂直直。通常，，研磨球面面鏡片的設(shè)備備不能用來來生產(chǎn)曲環(huán)環(huán)面鏡片而而生產(chǎn)曲環(huán)環(huán)面鏡片的設(shè)設(shè)備可用來來加工球面面鏡片。因因為任何球球面鏡片都可可看作為柱柱鏡度為零零的散光鏡鏡片。（1）環(huán)曲面的的位置目前國內(nèi)外外都采用內(nèi)內(nèi)散加工來來取代外散散。原因是，內(nèi)散散鏡片外表表面是球面面，曲率一一致，裝配配后美觀，對對帶有主鏡鏡度的雙光光，三光，，漸進多焦焦鏡片，由于于下加光都都在凸表面面，所以環(huán)環(huán)曲面放在在凹而最合適適?！猓?）環(huán)曲面銑銑磨原理曲率半徑小?。ㄇ舛榷雀撸┳游缥缇€有砂輪輪偏轉(zhuǎn)一定角度消消磨削成；；曲率半徑徑大（屈光光度低）子午線由砂砂輪隨拖板板作圓弧擺擺動而磨削削成；該曲率半徑的的大小是調(diào)調(diào)整砂輪端端面到擺動動中心的距離。加工工時，鏡片片在工件軸軸上隨軸旋旋轉(zhuǎn)，砂輪輪在繞自身軸軸轉(zhuǎn)動時，，同時隨拖拖板作圓弧弧擺動。（3）環(huán)曲面精精磨與拋光光采用的模具具也是環(huán)曲曲面，研磨磨時，運動動軌跡沿兩個主子子午線方向向滑動與鏡鏡片環(huán)曲面面接觸，進進行精磨與拋拋光?！狻?—2光學塑料鏡鏡片的制造造一.CR—39鏡片的制造造（一）生產(chǎn)產(chǎn)工藝流程程圖配料注注料烘烘箱固化化脫脫襯圈烘烘干模具準備模模具準備開開合取片片去應力檢測♀各生產(chǎn)工序序簡介1.配料:把CR—39單體（液態(tài)態(tài)）與催化化劑（微量）混合，，攪拌均勻勻。2.模具準備（1）模具由凸凸模，凹模模，襯圈，，夾子組成成。（2）凹凸模均均由光學玻玻璃制造，，凸模工作作面曲率決定鏡片片凹表面鏡鏡度，凹模模工作面曲曲率決定鏡鏡片凸表面的的鏡度。（3）襯圈起固固定凸，凹凹模以及控控制凸凹模模表面間隙作用。。（4）夾子給凸凸凹模一個個夾緊力，，防止注料料時溢料?！?.注料:把配好的CR-39混合料注入入模具凸凹凹模型腔內(nèi)內(nèi)，排放在在烘架上。。4.烘箱固化:把注好料掛掛在烘架的的模具推入入烘箱，在在適當?shù)臏販囟戎?，烘烘一定時間間，是CR—39液體固化。。5.脫襯圈:從烘箱內(nèi)取取出模具后后，去除夾夾子，襯圈圈，并對凸凸凹模及之之間鏡片外外邊緣進行行清洗。6.烘干:把清洗后的的凸凹模及及之間的鏡鏡片放入烘烘箱，烘干干水份?！?.開合取片:趁熱打開凸凸凹模，取取出鏡片放放在烘架上上把凸凹模模工作表面面用壓縮空空氣吹干凈凈，重新組組裝模具。。8．烘箱去應應力:把開合取出的的鏡片放入烘烘箱：加熱到一一定溫度，保保持一段時間間，然后隨爐爐冷卻，以減少少CR-39鏡片的內(nèi)應力力。9．檢測:把去應力后的的CR-39鏡片送到檢測測部門按標準對對鏡片進行檢檢測，主要項項目有：屈光光度，表面光潔潔度，氣泡，，厚度，直徑徑……等?！舛甈C鏡片的制造熱塑性塑料鏡鏡片的制造是是用熱塑機把把熱塑性塑料料樹脂及添加加劑加熱熔融融后注入鏡片片模的型腔，，冷卻固化后后開模取出鏡鏡片即成。PC鏡片,PMMA（有機玻璃））鏡片,PS（聚苯苯乙烯烯）鏡鏡片等等都是是用此此方法法制成成?！狻斓谒恼抡卵垩劬ζ腻冨兡すすに囈唬垩坨R片片鍍膜膜在鏡片片表面面用物物理或或化學學的方方法鍍鍍上具具有一一定厚厚度和和層數(shù)數(shù)的光光學薄薄膜。。二．光光學薄薄膜的的作用用賦予鏡鏡片本本身不不具有有的光光學，，化學學和機機械性性能。。例如：：減反反膜，，反射射膜，，加硬硬膜，，憎水水膜，，彩膜膜，保保護膜膜（分分光膜膜，濾濾光膜膜，偏偏振膜膜）等等。三．光光學薄薄膜的的分類類1．按結(jié)結(jié)構(gòu)分分：單單層膜膜，雙雙層膜膜，三三層膜膜，多多層膜膜……2．按性性能分分：減減反膜膜，反反光膜膜，加加硬膜膜，保保護膜膜……3．按反反射干干涉光光的顏顏色分分：綠綠膜，，紅膜膜，藍藍膜，，紫膜膜……♀四．光光學薄薄膜的的鍍膜膜方法法：1．化學學鍍膜膜以浸泡泡為主主，操操作時時，把把鏡片片浸入入成膜膜溶液液內(nèi)，，成膜膜物質(zhì)質(zhì)在鏡鏡片表表面上上互相相化學學反應應而成成膜的的鍍膜膜方法法。例例如：：加硬硬膜。。2．物理理鍍膜膜以真空空鍍膜膜為主主，操操作時時，把把鏡片片排列列在真真空鍍鍍膜機機內(nèi)，，加熱熱成膜膜材料料使其其汽化化被鏡鏡片吸吸附而而成膜膜。例例如：：減反反膜♀五．減減反膜膜1．作用用：光光線通通過鍍鍍膜鏡鏡片后后，減減少反反射光光，增增大透透射光光。2．效果果：視視物特特別清清晰，，有沒沒裝鏡鏡片的的感覺覺。3．反射射率R反射率率R=[(no-ng)/(no+ng)]2式中中no-----空氣氣的的折折射射率率為為1ng-------玻璃璃的的折折射射率率例如如：：冕冕牌牌玻玻璃璃（（K牌））ng=1.523因為為單單面面反反射射率率R單=[（1-1.523）/（1+1.523）]2=0.04297=4.297%雙面反射射率R雙=4.297%+（1-4.297%）x4.297%=8.409%♀所以冕牌牌玻璃的的透光率率為91%（還有少少量的吸吸收，散散射）反射率與與折射率率成正比比，折射射率越高高，反射射率也越越高。例如：超超薄鏡片片折射率率ng=1.7時。R單=[（1-1.7）/（1+1.7）]2=6.72%♀4.減反膜原原理減反膜是是利用表表面的膜膜層厚度度，使得得膜層前前后面產(chǎn)產(chǎn)生的反反射光互互相干涉涉（抵消消），從從而達到到減反效效果。在鏡片表表面鍍一一層薄膜膜，只要要這層薄薄膜的光光學厚度度滿足以以下條件件，能降降低鏡片片的反射射率，并并使某一一波長為為λ光的反射射率為零零。條件1。膜層的的光學厚厚度d1要滿足n1d1=λ。*（2K+1）/4K=0，1，2，----♀條件2。膜層材材料的折折射率n1為鏡片材材料折射射率ng和空氣的的折射率率為no乘積的平平方根。。n1=√ngno例如冕冕牌玻璃璃，ng=1.523。黃光λ。=550nm,取K=0解：膜層光學學厚度n1d1=λ。/4=550/4=137.5nm=0.1375μmn1=√ngno=√1*1.523=1.234d1=(λ。/4)/n1=0.1375/1.234=0.1114μm式中：d1——膜層的幾何厚厚度♀由于目前國內(nèi)內(nèi)外還沒有制制造出折射率率為1.234的膜層材料，，而現(xiàn)在最常常用的膜層材材料為氟化鎂鎂，其折射率率為n1=1.38，所以反射率率不能降為零零．5．多層減反膜膜單層減反膜受受材料的限制制，增透能力力不高，為進進一步提高增增透能力，可可在鏡片上鍍鍍兩層，三層層……多層減反膜。。兩層減反膜：：氟化鎂膜層層/一氧化硅膜層層/鏡片，在可見見光范圍內(nèi)，，反射率R<1%三層減反膜：：氟化鎂/氧化鋯/三氧化二鋁/鏡片：在可見見光范圍內(nèi)，，反射率R<0.5%♀六，反射膜作用：增加某某一波段的反反射光線。1：鍍鉻眼鏡片片普通鏡片上鍍鍍一層鉻膜，，在可見光區(qū)區(qū)的反射率為為50%~55%，外觀像反光光鏡，可用作作太陽鏡，運運用于野外雪雪地。2；防微波眼鏡鏡片在普通鏡片上上鍍一層銅膜膜，在可見光光區(qū)的平均反反射率為74%，但在紅外區(qū)區(qū)反射率很高高，能有效地地阻止微波射射入眼睛♀七．抗污膜（（頂膜，防水水膜）原理：鏡片表表面有多層減減反膜后，可可發(fā)現(xiàn)減反膜膜層呈孔狀結(jié)結(jié)構(gòu)，所以油油污極易浸潤潤至該膜，從從而降低減反反效果。因此此在減反膜層層上再鍍一層層頂膜，使其其具有抗污防防水能力。頂膜應非常薄薄，否則會影影響減反膜的的光學性能。。頂膜鍍膜工工藝：可用浸浸泡法，但多多用真空鍍膜膜。八.硬膜（耐磨損損膜）（一）工藝特特點：1.多道清洗。2.浸入膜液中，，在一定時間間后以一定速速度提起。加加硬液中即含含有有機基質(zhì)質(zhì)，又含有包包括硅元素在在內(nèi)的無機超超微粒物。3.提起后在100度左右烘箱箱中聚合4--5小時，鍍層層厚約3--5微米（3--5u）?！猓ǘ┯材つy試方法法；1.磨砂試驗：：把鏡片置置于盛有砂砂礫的容器器內(nèi)，來回回搖動，再再用霧度計計測鏡片摩摩擦前后的的光線漫反反射量。2.鋼絲絨試驗驗：用一定定規(guī)格的鋼鋼絲絨，在在一定的壓壓力與速度度下，在鏡鏡片表面摩摩擦一定次次數(shù)，檢測測方法同上上。（三）減反反膜與硬膜膜關(guān)系；減反膜是用用無機金屬屬氧化物材材料（非理理薄），硬硬且脆。對對于玻璃與與樹脂片，，由于片基基硬度不同同，其效果果亦不同。。對樹脂片來來說，應先先鍍硬膜再再鍍減反膜膜。♀九.復合膜：對對有機鏡片片而言，理理想的表面面系統(tǒng)處理理應為耐磨磨損膜、多多層減反膜膜、抗污膜膜構(gòu)成的復復合膜。其其分布厚度度為：硬膜；最最厚。減反膜；其其次（的300--400nm）。頂膜；最最薄。十．真空鍍鍍膜工藝1；真空鍍膜膜機真空鍍膜機機由真空室室，膜層厚厚度控制裝裝置，電氣氣系統(tǒng)，抽抽氣系統(tǒng)等等四部分組組成?！?；真空鍍膜膜原理：真空鍍膜就就是在真空空容器中，，把膜層材材料加熱氣氣化（溫度度為1000*—2000*C）。由于真真空度足夠夠高，氣化化的原子與與分子幾乎乎不經(jīng)碰撞撞。就直接接到達位于于一定距離離的鏡片上上，凝聚成成均勻的薄薄膜。3：真空鍍膜膜操作步驟驟清洗眼鏡片片->將鏡片裝上上夾具->將夾具裝入入鐘罩->清洗鐘罩->制作蒸發(fā)源源->添加膜層材材料->抽真空->離子轟擊，，清除鏡片片上手印等等污跡->基體體加加熱熱->膜層層材材料料欲欲熔熔->蒸鍍鍍->關(guān)機機->半小小時時后后充充入入空空氣氣->開罩罩取取出出工工件件->檢驗驗♀§第五五章章多多焦焦點點眼眼鏡鏡片片§5—1多焦焦點點鏡鏡片片多焦焦點點鏡鏡片片是是指指有有二二個個或或二二個個以以上上焦焦點點（（光光學學中中心心））常用用的的有有：：雙雙焦焦片片（（雙雙光光）），，三三焦焦點點（（三三光光）），，漸漸進進多多焦點點鏡鏡片片雙焦焦點點鏡鏡片片目前前常常用用的的雙雙焦焦點點鏡鏡片片可可分分為為：：膠膠合合型型，，熔熔凝凝型型，，整整體型型三三類類。。1；膠膠合合型型雙雙焦焦鏡鏡片片（1）主主片片，，子子片片采采用用同同一一折折射射率率的的光光學學玻玻璃璃制制成成用用光光學學樹樹脂脂粘粘在在一一起起。。（2）主主片片的的加加工工與與一一般般鏡鏡片片相相同同，，當當左左右右兩兩主主片片屈屈光光度度不不同同時時，，盡盡量量調(diào)調(diào)整整前前表表面面，，使使凹凹面面鏡鏡片片曲曲率率一一致致，，便便于于子子片片加加工工和和膠膠合合。?！?；熔熔凝凝型型雙雙焦焦鏡鏡片片也稱稱無無形形雙雙光光，，即即手手摸摸不不出出界界面面（1）主主片片用用折折射射率率較較低低的的冕冕牌牌玻玻璃璃，，子子片片用用折折射射率率較較高高的的火火石石玻玻璃璃，，熔熔凝凝而而成成（2）在在主主