Jak se vyrábí brýlové čočky?

Brýlové čočky jsou nejdůležitější součástí brýlí a největší měrou se podílí na optimálním vidění. Než se však dostanou do vašich brýlových obrub, čočky podstupují velmi dlouhou cestu. LEPŠÍ VIDĚNÍ vysvětluje, jak se vyrábí skleněné i plastové brýlové čočky. Z čeho se brýlové čočky vyrábí? A co přesně odlišuje na míru přizpůsobené brýlové čočky od čoček, které si můžete koupit v obchodě?

Nikoho asi nepřekvapí, že proces výroby brýlových čoček svým způsobem začíná už při návštěvě optika. Ten vám změří zrak a vytvoří váš unikátní zrakový profil. Poté dochází k výběru vhodné brýlové čočky a měření, které má určit, jak bude čočka umístěna ve vybraných obrubách. Všechny tyto faktory hrají klíčovou roli. Naměřené a zjištěné údaje je pak nutné předat výrobci brýlových čoček, který na základě nich vyrobí brýlové čočky přizpůsobené a vyladěné jen pro vás. Ale co potom? Co se děje mezi analýzou zraku a okamžikem, kdy vám optik předá moderní brýlové čočky vyrobené na míru? Nejprve probíhá výroba částečně hotových brýlových čoček. V této fázi máte na výběr mezi dvěma materiály, plastem (známým také jako organická čočka) a sklem (známým také jako minerální čočka). Tyto dva materiály jsou základem výroby brýlových čoček.  

Existují v podstatě dva různé procesy výroby, a to bez ohledu na konkrétního výrobce. Na míru přizpůsobené přesné brýlové čočky – také známé jako brýlové čočky individuální – jsou téměř ve všech případech vyráběny s použitím technologie freeform. Jedná se o špičkovou výrobní technologii vyvinutou společností ZEISS, kterou od jejího představení využívají všichni výrobci brýlových čoček (na základě licence.

„Skladové“ brýlové čočky jsou na rozdíl od brýlových čoček individuálních vyráběny procesem odlévání. Mezi těmito dvěma druhy brýlových čoček je rozdíl: skladové brýlové čočky optik obvykle volí pro jednoduché, nenákladné brýle, např. na čtení nebo když nositel rychle potřebuje náhradní brýlové čočky. Na rozdíl od brýlových čoček individuálních jsou tyto čočky vyráběny ve velkém množství a nikoli jednotlivě. Skladové brýlové čočky jsou naprosto vhodné pro standardní korekce zraku, ale nenabízí stejný výkon jako na míru přizpůsobené individuální čočky. Před výrobou individuálních brýlových čoček optik vytváří podrobný zrakový profil nositele čoček, z něhož pak výrobce brýlových čoček vychází.

Výrobní proces brýlových čoček je v současnosti do značné míry automatizovaný. První krok výroby začíná, jakmile optik do společnosti ZEISS odešle objednávku brýlových čoček zákazníka: na míru přizpůsobené čočky jsou vypočteny a jsou vygenerovány údaje potřebné pro jejich výrobu. Každá výrobní objednávka má přiřazen čárový kód, aby bylo možné čočku při zpracovávání identifikovat v reálném čase v každé stanici, kterou prochází, a poté založit do konkrétní pracovní stanice.

Polotovary brýlové čočky jsou pak podle předpisu automaticky vybrány z inventáře. Polotovary brýlových čoček pro levé a pravé oko už mají na přední ploše optickou mohutnost. Pro vyhovění předpisu konkrétního nositele je opracovávána pouze zadní plocha, a to technologií ZEISS freeform. Polotovary brýlových čoček, jež jsou kvůli svému tvaru známé také jako „puky“, jsou automaticky odebrány z inventáře a umístěny na tác. Poté se vydávají na cestu: pásy dopravníku přepraví tác z jedné stanice do další, až dojde k vytvoření dvou brýlových čoček.

Dalším krokem je blokování. Při tomto kroku dochází k aplikaci ochranné povrchové vrstvy na povrch čoček. Polotovary brýlových čoček jsou poté upevněny k tzv. „blokátoru“. Tento krok je nezbytný k náležitému upnutí a zpracování brýlových čoček ve strojích.

Jakmile je blokování dokončeno, je vytvořen konečný tvar a předpis brýlových čoček. Při použití technologie ZEISS freeform už je přední povrch částečně hotových brýlových čoček opatřen korekční optickou mohutností, když jsou odebírány z inventáře. Pouze zadní plocha vyžaduje opracování a vytvarování pro konkrétního nositele. K tomu se používá pětiosé CNC obrábění, které během 90 sekund pro nositele vytvoří ten správný tvar a předpis. Během minuty a půl v podstatě dochází k provedení tří různých kroků: brýlové čočky jsou zdrsněny, získají svůj obecný tvar a poté jsou pomocí přírodního diamantu definovány desítky tisíc obráběcích bodů. Tato metoda výrobci umožňuje bez omezení přizpůsobit optický povrch, podle čehož také získala svůj název „freeform“.

Během leštění dochází k rozleštění každé brýlové čočky, zatímco optické vlastnosti zůstávají beze změny. Dokonale upravený povrch je důležitý pro aplikaci moderních povrchových úprav čoček, které na čočku dokonale přilnou. Každá brýlová čočka ZEISS je opatřena vlastním speciálním označením ve formě téměř neviditelně vyrytého písmene „Z“. Tahle přesně umístěná značka je důležitá pro zajištění kvality a přidání razítka, které později napomáhá s broušením a centrováním čoček.

Nyní jsou čočky odblokovány, tedy opatrně vyjmuty z blokátoru. Vzhledem k tomu, že kovová slitina připojující čočky k blokátoru se roztaví ani ne při 50 °C, stačí ji ponořit do horké vody. Brýlové čočky jsou pak očištěny podobně jako automobil v myčce: k odstranění všeho nepotřebného a k přípravě čoček na aplikaci povrchové úpravy jsou použity kartáče, různé čisticí prostředky a ultračistá (tzn. speciálně ošetřená) voda. Poté jsou čočky vysušeny. Během procesu výroby se samozřejmě postupuje s ohledem na životní prostředí: materiály, např. kovové slitiny, jsou recyklovány a znovu používány a voda používaná při výrobě je recyklovaná ekologickým způsobem.

V této fázi jsou čočky podle přání zákazníka nabarveny. Plastové čočky jsou barveny smáčením v lázni, zatímco barva skleněných čoček je aplikována ve vrstvách oxidů kovů.

Na plastové čočky se používají textilní barvy, které nepředstavují riziko pro lidské zdraví ani životní prostředí. Tento proces vyžaduje vysokou zručnost: vzhledem k tomu, že každá brýlová čočka je vyráběna jednotlivě a společnost ZEISS nabízí všechny možné barvy čoček, k dosažení té „pravé“ barvy je zapotřebí mnoha zkušeností.

Nyní přichází na řadu poslední krok procesu výroby, který je zároveň technologicky nejnáročnější: aplikace povrchové úpravy brýlových čoček. Povrchové úpravy zajišťují odolnost čoček proti poškrábání a prodlužují jejich životnost. Dále zajišťují naprosto jasné vidění za větrných podmínek a nevlídného počasí, odpuzují špínu, omezují nepříjemné odrazy světla a nabízí mnoho funkčních přínosů, např. při řízení nebo práci na počítači. Plastové brýlové čočky jsou ve své podstatě na rozdíl od svých skleněných protějšků více náchylné k poškrábání. Proto je plastové čočky ZEISS vždy nutné opatřit tvrdoelastickým lakem chránícím před poškrábáním. Tato povrchová úprava,která povrch čočky zpevní, má podobu laku aplikovaného na plastové čočky během procesu máčení. Použití konkrétního typu speciálně upravených laků se odvíjí od plastu a tloušťky čoček. Po ultrazvukovém čištění je v rámci procesu vakuového napařování přidána další povrchová úprava v podobě několika antireflexních vrstev – těchto vrstev může být u moderních brýlových čoček až devět. Poslední vrstva povrch čočky mimořádně zjemní a propůjčí mu odolnost proti špíně a vodě. Více informací o povrchových úpravách brýlových čoček naleznete zde.  

Brýlové čočky jsou téměř hotové. Ale vyhovují přísným požadavkům společnosti ZEISS na zabezpečení kvality? To je před odesláním čoček zajištěno důkladnou kontrolou. Provádí se vizuální kontrola, která kontroluje přítomnost prachu a poškození, a mechanická kontrola, která zjišťuje, zda každá brýlová čočka vyhovuje potřebným požadavkům. Dále se zjišťuje, zda čočka vyhovuje opticky – počet dioptrií, osa, cylindr, tloušťka, design a průměr. Je-li čočka bezchybná, v poslední kroku je „orazítkována“. Tohle orientační razítko se používá ke snadné centraci čočky a optikovi usnadňuje přesné vložení čočky do obrub. Před vydáním hotových brýlí zákazníkovi je razítko odstraněno.

Písmeno „Z“ jako ZEISS je vyryto, jakmile dojde k úspěšnému dokončení všech kroků pro zajištění kvality a čočka dosahuje kvality společnosti ZEISS. Písmeno „Z“ je něco jako náš podpis – příslib kvality vyrytý do každé brýlové čočky.
Pokud byste rádi, aby vaše čočky nesly unikátní označení, můžete si do nich nechat vyrýt své iniciály.

Zajímavost: věděli jste, že v barvícím oddělení společnosti ZEISS pracují pouze ženy? Důvod: ženy obvykle vnímají barvy lépe než muži, díky čemuž dokáží velmi dobře identifikovat i nepatrné odchylky od standardu.

Zábrus brýlových čoček obvykle provádí optik – tento termín se používá k popisu zasazení brýlových čoček do obrub. Na požádání zábrus provádí i společnost ZEISS. Tento proces vyžaduje přesnost na mikrometry, protože pouze optimálně osazené čočky vám nabídnou dokonalou korekci zraku.

Skladové čočky a polotovary z plastu se vyrábí procesem odlévání: do kapalných materiálů zvaných monomery jsou přidány speciální přísady, které například zlepšují absorpci UV záření. Tato směs je nalita do forem, vytvrzena a poté zpracována pro snížení zbytkového napětí. Částečně hotové brýlové čočky jsou pak připraveny k používání. Pokud budou tyto čočky sloužit jako skladové, je na ně aplikováno tvrzení a případně také další povrchové úpravy, jsou-li požadovány.

Tento proces je nepatrně odlišný u polotovarů vyrobených ze skla: nejprve dochází k roztavení přírodních materiálů, jako je křemen, uhličitan draselný, uhličitan sodný a oxid, za teploty 1400 °C až 1500 °C, které dohromady vytvoří skleněnou směs. Tato směs je pak stlačena a vytvoří kulatou taveninu ze skla o tloušťce jeden až tři centimetry. V další kroku dochází k opracování přední plochy. Přesně předepsaného tvaru brýlové čočky je dosaženo pomocí diamantového brusného nástroje, zatímco leštění čočce propůjčí potřebnou čirost. Nyní máme průhledné polotovary čoček, které už byly opracovány na jedné straně.

Bifokální brýlové čočky jsou typem brýlových čoček, které mají jedno zorné pole pro dívání se na předměty na blízko a druhé zorné pole pro dívání se na předměty na dálku. Bifokální brýlové čočky mohou být vyrobeny ze skla nebo plastu. Výrobní proces těchto čoček se výrazně liší podle použitého materiálu. U skleněných bifokálních čoček je do částečně hotových čoček zatavena doplňková čočka, jejíž horní polovina má stejnou optickou mohutnost jako hlavní čočka, zatímco spodní oblast pro dívání se na blízko je silnější. Nejprve je obroušena a vyleštěna zadní plocha doplňkové čočky. Poté je do stávajícího zářezu v hlavní čočce umístěna tavenina dílu do blízka Nyní je doplňková čočka roztavena, obroušena společně s hlavní čočkou, dokud není povrch brýlové čočky sjednocen. Bifokální částečně hotová brýlová čočka je poté dále opracována broušením a leštěním předního a zadního povrchu.

Výroba bifokálních čoček vyrobených z plastu je výrazně jednodušší. Na rozdíl od bifokálních čoček vyrobených ze skla nevyžaduje díl do blízka dodatečnou čočku. Namísto toho je příslušná oblast výrazněji zakřivena. Tohoto zakřivení je dosaženo pomocí vhodné formy, do které se částečně hotová brýlová čočka naleje.

Rozhodujícím faktorem při výrobě progresivních brýlových čoček (známých také jako multifokální) je znalost účelu jejich použití: Bude nositel na své čočky klást zvláštní požadavky, např. práce na počítači? Nebo budou čočky používány při běžných každodenních činnostech? Při výpočtu designu čoček se pracuje s celou řadou faktorů. Je to něco jako matematická rovnice o stovce neznámých. Proto nikoho nepřekvapí, že výroba těchto brýlových čoček je velice složitá. Vypočteného designu částečně hotových čoček je dosaženo pomocí speciálního brousícího nástroje. Progresivní brýlové čočky jsou před sériovou výrobou optimalizovány v několika fázích testování. Design progresivních brýlových čoček je opakovaně upravován a jsou prováděny drobné úpravy. Až poté jsou k dispozici první prototypy. Vlastnosti těchto čoček ověřují zkušební nositelé. Sériová výroba a marketing započnou, až když jsou zkušební nositelé s konkrétním designem čočky spokojení.  

Zdůrazňujeme, že skladové čočky jsou vhodné pro mnoho různých činností a refrakčních vad. Dokonale přizpůsobené brýle toho však dokážou mnohem více. Příklad: skladové brýlové čočky jsou vyrobeny na průměrné parametry, to, jak ve skutečnosti pasují před okem, se nebere v potaz. Čím více je do výroby brýlových čoček zahrnuta skutečnost, jak se nositel brýlí dívá přes obruby, tím přesnější výroba je a tím lépe a přirozeněji nositel uvidí. Toho lze dosáhnout, když optik kromě zorného bodu oka identifikuje několik dalších důležitých obličejových parametrů – to vše s přesností na desetinu milimetru. Čím více toho optik o nositeli ví, tím přesněji lze design brýlových čoček ZEISS vyladit. Také není na škodu, když optik pracuje s měřícími přístroji ZEISS. Pomáhá to totiž předcházet „chybám při přenosu dat“.

Pokud nedosáhnete dokonalého souladu mezi obrubami, čočkami, individuálními zrakovými potřebami a tvarem nositelova obličeje, pohodlné a přirozené vidění jednoduše není možné, zejména u starších osob nebo osob s méně častými refrakčními vadami. Technologie ZEISS freeform díky složitým matematickým výpočtům uvádí v soulad řadu osobních údajů nositele brýlí a jejím výsledkem jsou brýlové čočky, které padnou tak dobře a mohou se pochlubit tak vysokou přesností výroby, že nositeli ve zvolených obrubách zajišťují ideální vidění. Jen takto si užijete ostrého vidění přes největší možné zorné pole na různé vzdálenosti, ale také pohodlné vidění. Čím složitější a jedinečnější řešení je, tím výraznější rozdíly budou mezi na míru přizpůsobenými brýlovými čočkami a skladovými čočkami.