Ako sa vyrábajú okuliarové šošovky?

Šošovky predstavujú najdôležitejšiu časť okuliarov a majú najväčší podiel na tom, aby ste mohli vidieť optimálne. Šošovky však prejdú celkom dlhou cestou, než napokon skončia vo vašich rámoch. BETTER VISION vysvetľuje, ako sa vyrábajú sklenené a plastové šošovky. Z čoho sa šošovky vyrábajú? A čím presne sa odlišujú na mieru upravené šošovky od tých, ktoré nájdete „v regáli“?

Asi vás neprekvapí, že výroba okuliarových šošoviek sa začína návštevou vášho optika. Optik zmeria váš predpis a vytvorí unikátny profil zraku. Potom vyberie vhodnú okuliarovú šošovku a uskutoční meranie, aby určil, ako bude šošovka polohovaná vo vašich obľúbených rámoch. Všetko sú to dôležité faktory a tieto údaje musia byť poskytnuté výrobcovi okuliarových šošoviek, aby mohol vyrobiť okuliarovú šošovku prispôsobenú a optimalizovanú práve pre vás. Ale čo potom? Ako vznikne na základe analýzy zraku moderná, prispôsobená šošovka? Najprv sa vyrobí polotovar šošovky. Máte na výber z dvoch materiálov – plast (označuje sa aj ako organické sklo) a „skutočné“ sklo (označuje sa aj ako minerálne sklo). Tieto dva materiály sú základom pri výrobe okuliarových šošoviek.

V podstate existujú dva rôzne procesy. Individuálne presné šošovky (známe aj ako šošovky na predpis) sa takmer všetky vyrábajú bez ohľadu na výrobcu pomocou technológie freeform. Jedná sa o najmodernejší výrobný postup vyvinutý spoločnosťou ZEISS, ktorý si od jeho vzniku licencoval celý priemysel okuliarových šošoviek.

Na rozdiel od šošoviek na predpis sa „skladové“ šošovky vyrábajú procesom odlievania. Medzi týmito dvoma druhmi okuliarových šošoviek existuje rozdiel: optik sa zvyčajne rozhoduje pre skladové šošovky pri jednoduchom, lacnom páre okuliarov, napr. pri okuliaroch na čítanie alebo keď nositeľ potrebuje urgentne náhradné šošovky. Na rozdiel od šošoviek na predpis sa tieto šošovky vyrábajú vo veľkých množstvách, nie individuálne. Skladové šošovky sa perfektne hodia na štandardné korigovanie zraku, ale neponúkajú výkon na rovnakej úrovni ako na mieru navrhnuté presné šošovky. Na výrobu druhého typu vytvorí optik podrobný, komplexný profil zraku nositeľa okuliarov, ktorý slúži ako základ pri výrobe okuliarových šošoviek.

Proces výroby okuliarových šošoviek je v súčasnosti do veľkej miery automatizovaný. Hneď ako optik odošle spoločnosti ZEISS objednávku na šošovku pre pacienta, začína sa prvý krok výroby: vypočítajú sa údaje o prispôsobenej šošovke a sprístupnia sa údaje potrebné na výrobu šošoviek. Každej výrobnej objednávke je pridelený čiarový kód, aby bolo možné v reálnom čase v každej stanici identifikovať údaje potrebné na spracovanie šošovky a potom ich nahrať do príslušnej stanice spracovania.

V závislosti od predpisu sa polotovary šošoviek vyberú v sklade automaticky. Polotovary šošoviek pre ľavé a pravé oko majú na prednej ploche optickú mohutnosť. Na vytvorenie predpisu nositeľa sa freeform technológiou ZEISS opracúva iba zadná plocha. Polotovary šošoviek, známe aj ako „puky“ pre ich tvar, sa automaticky odoberajú zo skladu a vkladajú do zásobníka. Potom sa vydajú na cestu: dopravníkové pásy presúvajú zásobník z jednej stanice do ďalšej, až kým v konečnom dôsledku nevzniknú dve okuliarové šošovky.

Ďalším krokom je blokovanie. Tu je na povrch šošovky nanesená ochranná vrstva. Polotovar šošovky sa následne upevní k takzvanému „blokátoru“. Tento krok je nevyhnutný, aby bolo možné šošovky riadne zovrieť a opracovať v strojoch.

Po dokončení blokovania sa šošovka sformuje, aby získala požadovaný tvar a predpis. V prípade freeform technológie ZEISS má predná plocha polotovaru šošovky korekčnú optickú mohutnosť už pri odobratí zo skladu. Je potrebné strojovo opracovať a vytvarovať už len zadný povrch pre konkrétneho nositeľa. Na to sa používa 5-osová metóda CNC obrábania, pri ktorej sa za približne 90 sekúnd vytvorí správny tvar a predpis pre nositeľa. V priebehu jeden a pol minúty prebehnú v podstate tri rôzne kroky: šošovky sa zdrsnia, získajú všeobecný tvar a potom sú pomocou prírodného diamantu definované desaťtisíce bodov na opracovanie. Táto metóda umožňuje výrobcovi voľne prispôsobovať optický povrch, preto názov freeform (voľný tvar).

Počas leštenia sa vyleští povrch každej šošovky, pričom optické vlastnosti zostávajú nezmenené. Perfektný povrch je dôležitý pri nanášaní moderných vrstiev šošoviek, ktoré sa neoddeľujú od šošovky. Každá šošovka ZEISS dostane svoj vlastnú špeciálnu signatúru: pomocou lasera sa do šošovky vygravíruje takmer neviditeľné písmeno Z. Toto precízne umiestnené označenie je dôležité na zaistenie kvality a prilepenie pečiatky, ktorá neskôr pomáha s brúsením a centrovaním šošoviek.

Šošovka je teraz deblokovaná, teda starostlivo odobratá z blokátora. Keďže zliatina kovu spájajúca šošovku s blokátorom sa taví už pri teplote pod 50 °C, je jednoducho ponorená do horúcej vody. Šošovka sa následne očistí podobne ako auto v autoumyvárni. Pomocou kief, rôznych čistiacich prostriedkov a extrémne čistej vody (teda obzvlášť dobre ošetrenej) sa odstránia z šošoviek prípadné stopy a šošovky sa pripravia na nanesenie vrstiev. Šošovky sa následne vyfénujú. Ochrana životného prostredia je samozrejmosťou vo všetkých výrobných prevádzkach: materiály ako zliatina kovu sa ošetrujú a používajú opakovane a voda potrebná na výrobu sa recykluje spôsobom, ktorý je šetrný k životnému prostrediu.

V tejto fáze sa šošovky podľa potreby zafarbia. Plastové šošovky sa vkladajú do kúpeľu na farbenie v kuse, zatiaľ čo odtiene pre sklenené šošovky sa nanášajú vo vrstvách oxidov kovov.

Pre plastové šošovky sa používajú textilné farby, ktoré nepredstavujú zdravotné riziká ani ohrozenie životného prostredia. Tento proces vyžaduje veľkú šikovnosť: keďže každá šošovka sa vyrába individuálne a ZEISS ponúka odtiene v akejkoľvek farbe, na dosiahnutie „správneho“ odtieňu sú potrebné bohaté skúsenosti.

Teraz prichádza na rad finálny krok výrobného procesu, ktorý je technologicky najnáročnejší – aplikácia vrstvy okuliarovej šošovky. Vrstvy dodávajú šošovke odolnosť proti poškriabaniu a robia ju odolnou, pomáhajú zabezpečiť krištáľovo čisté videnie, keď fúka vietor alebo v nepriaznivom počasí, odpudzujú nečistoty, obmedzujú rušivé odrazy a ponúkajú veľa funkčných výhod, napríklad keď človek šoféruje alebo pracuje za počítačom. Na rozdiel od sklenených náprotivkov plastové šošovky nie sú samé o sebe odolné proti poškriabaniu. Pri plastových šošovkách ZEISS sa preto vždy vyžaduje vhodná tvrdá vrstva na ochranu pred škrabancami. Táto sa nanáša na plastovú šošovku ako lak v procese ponorenia, čím ju vytvrdzuje. Závisí od plastu a hrúbky šošovky, ktorý z rozličných špeciálne prispôsobených lakov sa použije. Po ultrazvukovom čistení sa pridá ďalšia vrstva aplikovaním antireflexných vrstiev v procese vákuového nanášania. Skutočne tým myslíme vrstvy, pretože moderná šošovka ich môže mať až deväť. Posledná vrstva dodá šošovke jej extrémne hladký povrch, čím ju urobí extrémne odolnou pred nečistotami a vodou. Viac o vrstvách okuliarových šošoviek si môžete prečítať tu.

Šošovky sú takmer hotové. Vyhovujú však prísnym požiadavkám spoločnosti ZEISS na zaistenie kvality? Aby sa zabezpečilo, že áno, každá šošovka je pred expedovaním dôkladne skontrolovaná. Na skontrolovanie prachu alebo poškodenia sa uskutoční vizuálna kontrola a mechanická kontrola, aby sa overilo, či každá šošovka zodpovedá potrebným špecifikáciám. Sú dioptrie, os, cylinder, hrúbka, dizajn a priemer správne? Ak je šošovka bezchybná, vo finálnom kroku sa vykoná jej „orazenie“. Táto orientačná pečiatka slúži na zarovnanie šošovky a pomáha optikovi s jej presným vložením do rámov. Pred vydaním hotového páru okuliarov nositeľovi sa táto pečiatka odstráni.

Symbol Z ako ZEISS sa vygravíruje až po úspešnom dokončení všetkých krokov zaistenia kvality, keď má šošovka skutočne kvalitu ZEISS. Symbol Z je náš podpis – náš prísľub kvality vyrytý do každej jednej šošovky.
Kto chce mať na okuliarovej šošovke jedinečné označenie, si môže dať vygravírovať svoje iniciálky!

Zaujímavosť: Vedeli ste, že v oddelení tónovania ZEISS pracujú iba ženy? Dôvod: Ženy zvyknú mať lepšie farebné videnie ako muži, vďaka čomu vedia veľmi dobre rozpoznať aj malé odchýlky od normy.

Optik šošovky zvyčajne zasklí. Týmto výrazom sa myslí vloženie šošoviek do rámov. ZEISS však tento úkon vykonáva na požiadanie. Tento proces vyžaduje mikrometrickú presnosť, pretože perfektnú korekciu zraku poskytujú iba optimálne vyladené šošovky.

Skladové šošovky a polotovary šošoviek z plastu sa vyrábajú v procese odlievania. K tekutým materiálom nazývaným monoméry sa pridávajú špeciálne prísady, napríklad na vylepšenie UV absorpcie. Táto zmes sa zlieva do foriem, vytvrdzuje sa a potom sa opracuje, aby sa odstránilo zvyškové napätie. Polotovar šošovky je následne pripravený na použitie. Ak bude slúžiť ako skladová šošovka, nanesie sa tvrdá vrstva a podľa potreby aj ďalšie vrstvy.

Tento proces sa mierne odlišuje od polotovarov šošoviek vyrobených zo skla: prírodné materiály ako kremeň, uhličitan draselný, sóda a oxid sa najprv roztavia pri teplote od 1 400 do 1 500 °C, aby vytvorili zmes skla. Potom sa stlačia, aby vytvorili okrúhly sklenený blok s hrúbkou jeden až tri centimetre, ktorý sa nazýva výlisok. Predná plocha sa opracuje v nasledujúcom kroku. Diamantový brúsny nástroj dodá šošovke jej presne predpísaný tvar, zatiaľ čo vyleštením získa potrebnú priehľadnosť. V tejto chvíli máme priehľadný polotovar šošovky, ktorý už bol na jednej strane vybrúsený.

Bifokálne šošovky predstavujú typ okuliarových šošoviek, ktoré majú jedno zorné pole na pozorovanie objektov zblízka a druhé zorné pole na pozeranie sa do diaľky. Bifokálne šošovky môžu byť vyrobené buď zo skla, alebo plastu. Proces výroby však veľmi závisí od materiálu. V prípade sklenených bifokálnych šošoviek je do polotovaru šošovky integrovaná ďalšia šošovka, ktorej horná polovica má rovnakú mohutnosť ako hlavná šošovka, zatiaľ čo dolná oblasť na videnie nablízko má väčšiu mohutnosť. Zadná plocha doplnkovej šošovky sa najskôr vybrúsi a vyleští. Zaoblená strana sa potom umiestni do existujúcej jamky hlavnej šošovky. Doplnková šošovka sa teraz roztaví a zabrúsi spolu s hlavnou šošovkou, kým nie je viditeľná iba jedna šošovka. Bifokálny polotovar šošovky sa potom ďalej opracuje vybrúsením a vyleštením predných a zadných plôch.

Výroba bifokálnych šošoviek z plastu je oveľa menej náročná. Oproti bifokálnym šošovkám zo skla nevyžaduje mohutnosť oblasti na videnie nablízko, aby sa použila ďalšia šošovka. Naopak, príslušná oblasť je viac zakrivená. Toto zakrivenie sa dosahuje použitím vhodnej formy, do ktorej sa odlieva polotovar šošovky.

Rozhodujúcim faktorom pri vývoji varifokálnych (známe aj ako progresívne) šošoviek je vedieť, na čo sa budú používať. Bude mať nositeľ zvláštne nároky na šošovky, napríklad pri práci pred obrazovkou počítača? Alebo sa budú šošovky nosiť pri vykonávaní štandardných každodenných činností? Pri výpočte dizajnu šošovky sa zohľadňuje veľké množstvo faktorov, podobne ako v matematickej rovnici so stovkami neznámych premenných. Nemalo by byť preto žiadnym prekvapením, že výroba šošovky je komplexná úloha. Špeciálny brúsny stroj opracuje polotovar šošovky tak, aby zodpovedala vypočítanému návrhu. Varifokálna šošovka sa pred vydaním optimalizuje vo viacerých skúšobných fázach a následne sa začne sériová výroba. Dizajn varifokálnej šošovky sa opakovane upravuje a vylaďuje, kým sa nezískajú prvé prototypy šošovky. Skúšobní nositelia šošovky dôkladne otestujú, aby sa skontrolovalo, či sú pre nositeľa prijateľné. Sériová výroba a predaj sa začnú až potom, keď sú skúšobní nositelia spokojní s dizajnom konkrétnej šošovky.

Skladové šošovky rozhodne úplne postačujú pre množstvo rozličných aktivít a zrakových porúch. Perfektne prispôsobený pár okuliarov toho však dokáže oveľa viac. Príklad: Skladové šošovky síce akomodujú zrakový bod každého oka, no skutočné prispôsobenie okuliarových šošoviek pred okom sa pri vylaďovaní nezohľadňuje bez ohľadu na rámy. Čím viac sa pri výrobe šošovky zohľadňuje, ako sa nositeľ okuliarov pozerá cez svoje rámy, tým presnejšia je výroba, vďaka čomu môže nositeľ vidieť optimálne a prirodzene. Na to musí optik identifikovať okrem vizuálneho bodu mnohé ďalšie dôležité parametre tváre, to všetko pritom s presnosťou na desatinu milimetra. Čím viac toho optik vie o nositeľovi, tým presnejšie je možné optimalizovať dizajn šošovky ZEISS. Rovnako nie je na škodu, ak optik pracuje s meracími prístrojmi ZEISS, pretože to pomáha zabrániť „chybám prenosu dát“.

Ak nedosiahnete ideálne zladenie rámov, šošoviek, individuálnych nárokov na zrak a tvaru tváre nositeľa, uvoľnené a prirodzené videnie jednoducho nie je možné, a to predovšetkým v prípade starších ľudí alebo takých, ktorí majú vzácnejšie zrakové poruchy. Freeform technológia ZEISS prispôsobuje pre nositeľa okuliarových šošoviek veľké množstvo osobných údajov a vďaka zložitým matematickým výpočtom vytvára šošovky s takou presnou výrobou a vyladením, aby mohol nositeľ vidieť optimálne s vybranými rámami. To vám umožňuje jasne vidieť v čo najväčšom možnom zornom poli na rôzne vzdialenosti pri vynikajúcej tolerancii nositeľa. Čím komplexnejšia a unikátnejšia je situácia, tým výraznejšie sú rozdiely medzi individualizovanými a skladovými šošovkami.