Näkökyvyn ymmärtäminen

Miten silmälasilinssit valmistetaan?

ZEISSin muovilinssit ja lasilinssit – kaikki mitä haluat tietää silmälasilinssien valmistuksesta

28 maaliskuuta 2022

Linssit ovat silmälasien tärkein osa ja vaikuttavat eniten hyvään näkemiseen. Mutta ennen kehyksiin päätymistä linssit kokevat aikamoisen matkan. PAREMPAA NÄKEMISTÄ kertoo, miten lasi- ja muovilinssit valmistetaan. Mistä linssit on tehty? Ja miten räätälöidyt linssit poikkeavat niistä, joita saa suoraan hyllystä?

Miten silmälasilinssit valmistetaan?

Ei tule yllätyksenä, että silmälasilinssien valmistus alkaa optikkokäynnillä. Optikko mittaa tarvittavat voimakkuudet ja luo yksilöllisen näköprofiilin. Sen jälkeen valitaan sopiva silmälasilinssi ja mitataan, miten linssi asetellaan valitsemiisi kehyksiin. Nämä ovat tärkeitä mitta-arvoja, jotka pitää toimittaa silmälasilinssin valmistajalle, jotta tämä voi valmistaa juuri sinulle optimoidut yksilölliset silmälasilinssit. Entä mitä sen jälkeen tapahtuu? Miten näkötutkimuksesta päädytään nykyaikaiseen räätälöityyn linssiin? Ensin valmistetaan linssin aihio. Valittavana on kaksi materiaalia, muovi (jota kutsutaan myös orgaaniseksi lasiksi) ja "oikea" lasi (jota kutsutaan myös mineraalilasiksi). Nämä kaksi materiaalia ovat silmälasilinssien valmistuksen perusta.

Linssin valmistusprosessi

Käytössä on kaksi eri prosessia: valmistajasta riippumatta yksilölliset tarkkuuslinssit – joita kutsutaan myös optikon määräämiksi linsseiksi – valmistetaan miltei kaikki freeform-tekniikalla. Kyseessä on ZEISSin kehittämä edistynyt valmistustekniikka, jolle kaikki silmälasilinssien valmistajat ovat sittemmin hankkineet lisenssin.

Optikon määräämistä linsseistä poiketen hyllystä löytyvät varastolinssit tehdään valamalla. Näillä kahdella linssityypillä on eroa – optikko valitsee varastolinssit yleensä yksinkertaisiin, edullisiin silmälaseihin tai kun vaihtolinssit pitää saada nopeasti. Optikon määräämistä linsseistä poiketen varastolinssejä valmistetaan suuri määrä, eivätkä ne ole yksilöllisiä. Varastolinssit sopivat mainiosti tavalliseen näönkorjaukseen, mutta suorituskyky ei ole sama kuin yksilöllisillä tarkkuuslinsseillä. Yksilöllisiä moniteholinssejä valmistettaessa optikko luo silmälasien käyttäjälle yksityiskohtaisen ja kattavan näköprofiilin, jonka pohjalta silmälasilinssien valmistaja valmistaa yksilölliset linssit.

Yksilöllisten linssien luominen vain yhdeksässä vaiheessa

  • Valmistelu

    1. Valmistelu

    Nykyään silmälasilinssien valmistus on pitkälle automatisoitu. Optikon lähetettyä potilaan linssitilauksen ZEISSille valmistuksen ensimmäinen vaihe alkaa: yksilöllisen linssin tiedot lasketaan, jolloin saadaan linssien valmistusta varten tarvittavat tiedot. Jokainen valmistustilaus saa oman viivakoodinsa niin, että linssin prosessointia varten tarvittavat tiedot tunnistetaan ja syötetään prosessointiasemaan joka vaiheessa reaaliajassa.

    Linssiaihiot valitaan automaattisesti varastosta optikon silmälasimääräyksen perusteella. Vasemman ja oikean silmän linssiaihioissa on jo oikea voimakkuus linssin etupinnassa. Käyttäjän silmälasimääräyksen mukainen linssi saadaan työstämällä vain linssin takapintaa ZEISSin freeform-teknologialla. Linssiaihiot, joita muotonsa perusteella kutsutaan myös kiekoiksi, haetaan automaattisesti varastosta ja asetetaan tarjottimelle. Siitä alkaa linssin matka. Liukuhihna kuljettaa tarjottimen yhdestä työasemasta seuraavaan, kunnes lopulta kaksi silmälasilinssiä ovat valmiit.

  • Kiinnitys blokkiin

    2. Kiinnitys blokkiin

    Seuraava vaihe on kiinnitys blokkiin. Linssin pintaan laitetaan suojaava päällyste. Sen jälkeen linssiaihio kiinnitetään blokkiin. Tätä vaihetta tarvitaan, jotta linssit voidaan kiinnittää kunnolla ja prosessoida eri laitteissa.

  • Työstö

    3. Työstö

    Sen jälkeen, kun linssi on kiinnitetty blokkiin, se muovataan halutun muotoiseksi ja haluttuun voimakkuuteen. ZEISSin freeform-teknologiassa linssiaihion etupinnan optiset ominaisuudet ovat jo varastossa oikein. Vain linssin takapintaa pitää työstää ja muotoilla yksilöllisesti käyttäjää varten. Siihen käytetään 5-akselista CNC-menetelmää, jolla saadaan käyttäjälle oikea muoto ja voimakkuudet noin 90 sekunnissa. Puolessatoista minuutissa tapahtuu kolme vaihetta: linssit karhennetaan, ne leikataan muotoon ja luonnontimantilla määritetään kymmeniä tuhansia työstöpisteitä. Menetelmän ansiosta valmistaja voi räätälöidä optisen pinnan vapaasti, mistä freeform-teknologia on saanut nimensä.

  • Kiillotus ja kaiverrus

    4. Kiillotus ja kaiverrus

    Kiillotuksen aikana linssin pinta kiillotetaan, sen optiset ominaisuudet eivät muutu. Linssistä irtoamattoman modernin linssipinnoitteen kiinnittämiseen tarvitaan täydellinen pinta. Jokainen ZEISS-linssi saa oman erityisen allekirjoituksensa: linssiin kaivetaan laserilla lähes näkymätön "Z". Tarkkaan asemoitu merkintä on tärkeä laadunvarmistuksen kannalta, ja siitä on myös myöhemmin apua hionnassa ja linssin keskityksessä.

  • Blokista irrottaminen ja puhdistus

    5. Blokista irrottaminen ja puhdistus

    Linssi irrotetaan varovasti blokista. Linssin blokkiin kiinnittävän metalliseoksen sulamislämpö on alle 50 °C, joten irrotus tapahtuu kastamalla linssin ja blokin yhdistelmä kuumaan veteen. Sen jälkeen linssi puhdistetaan autopesulaa muistuttavalla tavalla: kaikki jäämät poistetaan linsseistä, ja ne valmistellaan pinnoitusta varten harjoilla, erilaisilla puhdistusaineilla sekä erityispuhtaalla vedellä. Sitten linssi puhalletaan kuivaksi. Ympäristönsuojelu on tärkeää kaikilla tuotantolaitoksillamme. Metalliseokset ja muut materiaalit käsitellään ja käytetään uudelleen, ja tuotantoon tarvittava vesi kierrätetään ympäristöystävällisellä tavalla.

  • Värjäys

    6. Värjäys

    Tässä vaiheessa linssit värjätään tarvittaessa. Muovilinssit värjätään upottamalla, ja lasilinssien värit syntyvät metallioksidikerroksina.

    Muovilinssien värjäämiseen käytetään tekstiilivärejä, joista ei ole riskejä terveydelle eikä ympäristölle. Värjäysprosessi vaatii suurta tarkkuutta. Koska jokainen linssi valmistetaan yksilöllisesti ja ZEISS sävyttää linssejä minkä tahansa väriseksi, oikean värisävyn saamiseksi tarvitaan pitkä kokemus.

  • Pinnoite

    7. Pinnoite

    Vuorossa on tuotantoprosessin viimeinen vaihe, joka on teknologisesti kaikkein haastavin: silmälasilinssin pinnoittaminen.  Pinnoite tekee linssistä naarmunkestävän ja lujan, varmistaa hyvän näkökyvyn myös tuulisella ja sateisella säällä, hylkii likaa, estää ärsyttäviä heijastuksia tuoden monia toiminnallisia hyötyjä, esimerkiksi autoa ajaessa ja tietokoneella työskennellessä. Päinvastoin kuin lasilinssit, muovilinssit eivät itsessään ole riittävän naarmunkestäviä. Sen vuoksi ZEISSin muovilinssit pitää suojata kovalla pinnoitteella naarmuja vastaan. Pinnoite lisätään lakkana muovilinssin päälle kastamalla, mikä kovettaa linssin. Käytettävän räätälöidyn lakan tyyppi riippuu linssiin käytetystä muovista ja linssin paksuudesta. Ultraäänipuhdistuksen jälkeen seuraava kerros on heijastusta estävä kerros, joka lisätään tyhjiöpäällystysprosessissa – ja puhumme kerroksista, sillä nykyaikaisessa linssissä kerroksia on jopa yhdeksän. Linssin viimeinen pinnoitekerros tekee pinnasta erittäin sileän, minkä ansiosta se hylkii likaa ja vettä.  

  • Laadunvarmistus

    8. Laadunvarmistus

    Linssit ovat melkein valmiit. Mutta täyttävätkö ne ZEISSin tarkat laadunvarmistusvaatimukset? Sen takaamiseksi jokainen linssi tarkastetaan huolellisesti ennen toimitusta. Linssit tarkastetaan visuaalisesti pölyn ja vaurioiden varalta sekä mekaanisesti, jotta varmistetaan, että jokainen linssi täyttää tekniset vaatimukset. Ovatko diopteri, akseli, sylinteri, paksuus, muoto ja läpimitta oikein? Jos linssi on virheetön, se saa leiman viimeisessä vaiheessa. Suuntausleiman avulla linssi kohdistetaan ja optikko saa sen asetettua tarkasti kehyksiin. Se poistetaan, ennen kuin valmiit lasit toimitetaan käyttäjälle.

    ZEISSin Z kaiverretaan  vasta, kun kaikki laadunvarmistusvaiheet on hyväksytty ja linssi todellakin edustaa ZEISSin laatua. Z on allekirjoituksemme – laatulupaus, joka on kirjoitettu jokaiseen linssiin.
    Jos käyttäjä haluaa yksilöllisen merkinnän, linsseihin voidaan kaivertaa käyttäjän nimikirjaimet!

    Hauska fakta:  Tiesitkö, että ZEISSin värjäysosastolla työskentelee vain naisia? Syy: naisilla on yleensä parempi värinäkö kuin miehillä, joten naiset pystyvät erottamaan pieniäkin väripoikkeamia.

  • Linssien asennus

    9. Linssien asennus

    Yleensä optikko asentaa linssit kehyksiin. ZEISS voi kuitenkin tehdä sen pyynnöstä. Asennustyö vaatii mikrometrien tarkkuutta, sillä vain oikein asennetut linssit korjaavat näön täydellisesti.

Miten varastolinssit ja linssiaihiot tehdään?

Muoviset varastolinssit ja linssiaihiot tehdään valamalla. Nestemäiseen, monomeeriksi kutsuttuun materiaaliin lisätään erityisiä ainesosia, esimerkiksi UV-absorptiota tehostavia aineita. Sekoitus kaadetaan muotteihin, kovetetaan ja käsitellään jäännösjännityksen vähentämiseksi. Sen jälkeen linssiaihio on valmis käytettäväksi. Jos sitä käytetään varastolinssinä, se pinnoitetaan kovapinnoitteella ja tarvittaessa muilla pinnoitteilla.

Lasisten linssiaihioiden valmistusprosessi eroaa hieman. Ensin luonnonmateriaalit, kuten kvartsi, kaliumkarbonaatti, natriumkarbonaatti ja -oksidi sulatetaan 1400–1500 °C:ssa, jolloin muodostuu lasiaines. Se puristetaan pyöreäksi lasikappaleeksi, joka on 1–3 cm paksu. Etupinta käsitellään seuraavassa vaiheessa. Linssi saa tarkan, silmälasimääräyksessä määrätyn muotonsa timanttihiomatyökalulla. Kiillotus tekee linssistä läpinäkyvän. Näin saadaan läpinäkyvä linssiaihio, joka on jo hiottu toiselta puoleltaan.

Muovisten ja lasisten kaksiteholinssien valmistus

Kaksiteholinssit ovat silmälasilinssejä, joissa on yksi näköalue lähellä olevia kohteita varten ja toinen näköalue kaukana olevia kohteita varten. Kaksiteholinssejä voi valmistaa sekä lasista että muovista. Näiden kahden materiaalin tuotantoprosessit poikkeavat kuitenkin merkittävästi toisistaan. Lasisissa kaksiteholinsseissä linssiaihioon liitetään lisälinssi niin, että linssin yläosalla on päälinssin voimakkuus ja alaosan voimakkuus on suurempi. Ensin lisälinssin takapinta hiotaan ja kiillotetaan. Sitten kaareva puoli asetetaan päälinssin kuoppaan. Sitten lisälinssi sulatetaan ja hiotaan yhdessä päälinssin kanssa, kunnes näkyy vain yksi linssi. Kaksiteholinssin aihiota käsitellään lisää hiomalla ja kiillottamalla etu- ja takapinnat.

Muovisten kaksiteholinssien valmistus on huomattavasti helpompaa. Toisin kuin lasisissa kaksiteholinsseissä, lähinäkövoimakkuuksiin ei tarvita toista linssiä. Sen sijaan lähinäön alue on kaarevampi. Kaarevuus saadaan aikaan käyttämällä sopivaa muottia linssiaihion valamiseen.

Miten moniteholinssit valmistetaan

Moniteholinssien eli progressiivisten linssien suunnittelussa tärkeimpänä tekijänä on tietää, mihin linssejä käytetään. Onko käyttäjällä linsseille erityisvaatimuksia, kuten työskentely tietokoneella? Vai käytetäänkö linssejä tavalliseen arkikäyttöön? Linssin muodon laskennassa käytetään monia tekijöitä, kyse on kuin matemaattisesta yhtälöstä, jossa on satoja tuntemattomia muuttujia. Ei siis ole yllätys, että linssien valmistus on monimutkaista. Erityinen hiomakone muovaa linssiaihiosta laskelmien mukaisen. Moniteholinssimallin suunnittelua optimoidaan useassa testausvaiheessa, ennen kuin sen valmistus aloitetaan. Moniteholinssin muotoa muokataan ja hienosäädetään jatkuvasti, kunnes linssimallin ensimmäiset prototyypit saadaan valmiiksi. Linssien käyttökelpoisuutta tutkitaan testikäyttäjillä. Suuren mittakaavan tuotanto ja markkinointi alkavat vasta, kun testikäyttäjät ovat tyytyväisiä linssiin.

Yksilöllinen sovitus – juuri sinulle sopivat linssit

Valmiina hyllystä saatavat linssit ovat toki aivan riittäviä moniin eri toimintoihin ja eri näköongelmien korjaamiseen. Huolella räätälöidyt silmälasit pystyvät silti paljon enempään. Varastolinssit valitaan kummankin silmän pupillin keskikohdan mukaisesti, mutta sitä, miten linssit sijoittuvat silmien eteen – kehyksistä riippumatta – ei oteta huomioon sovituksessa. Mitä enemmän linssin valmistuksessa otetaan huomioon käyttäjän katse kehysten läpi, sitä tarkemmin linssit voidaan valmistaa, jolloin käyttäjä näkee parhaalla mahdollisella luonnollisella tavalla. Sitä varten optikon pitää määrittää monia muita tärkeitä kasvojen mitta-arvoja pupillien keskikohdan lisäksi millimetrin kymmenesosan tarkkuudella. Mitä paremmin optikko tuntee käyttäjän, sitä paremmin ZEISS-linssien muoto voidaan optimoida. Ei ole myöskään haittaa siitä, että optikko käyttää ZEISSin mittalaitteita, jolloin estetään tiedonsiirtovirheiden syntyminen.

Kun kehykset, linssit, yksilölliset näkemisen tarpeet ja käyttäjän kasvojen muoto ovat täysin harmoniassa, vasta silloin näkeminen on luonnollista ja rentoa, etenkin henkilöillä, joilla on ikääntyneet silmät tai harvinaisempia näköongelmia. ZEISSin freeform-teknologiassa käytetään paljon tietoja linssin käyttäjästä, ja monimutkaisten matemaattisten laskelmien lopputuloksena on tarkkaan valmistetut ja hyvin istuvat linssit, joilla silmälasien käyttäjä näkee parhaalla mahdollisella tavalla valitsemillaan kehyksillä. Linsseillä näkee selkeästi mahdollisimman laajalla näkökentällä eri etäisyyksillä, ja linssit sopivat käyttäjälle hyvin. Mitä monimutkaisemmasta ja yksilöllisemmästä tilanteesta on kyse, sitä suurempi ero on räätälöidyillä ja varastolinsseillä.


Jaa artikkeli