看3D打印镜片的制造过程:从设计到交付仅需5天

看3D打印镜片的制造过程:从设计到交付仅需5天
2018年06月28日 18:58 3D打印文化博物馆

眼镜是对个性化要求极高的产品,根据消费者各异的生理数据和个人爱好,每副眼镜的镜片度数、材质以及镜框的样式都不尽相同。眼镜有两个部分:镜架和镜片。一些走在前沿的公司已经实现了镜架的定制,比如日本眼镜制造商HOYA与Materialise公司合作推出的Yuniku 3D定制眼镜系统。然而,镜片的打印却是一大难点。

为什么要利用3D打印技术来制作镜片呢?目前市场上出售的镜片,是在工厂大批量铸模制造而成的,并不完全符合每个人的眼镜度数。定制化的精密镜片,虽然现有的技术可以实现,但是价格非常昂贵,足以让大多数人望而却步。

进行眼镜的加工

3D打印树脂材料的镜片,有望改变这一现状。传统的眼镜片,均是以25度为单位。即100度,125度,150度……然而,人眼是复杂器官,是一个不完美的光学系统,每只眼睛都不同。据此,深圳摩方材料研制出了以5度进阶的高精度、且可个性定制化生产的微纳3D打印新型镜片。

而另一家走在3D打印镜片制造前沿的公司,是荷兰Luxexcel公司。Luxexcel拥有专利的Printoptical技术,可以3D打印出无需抛光或研磨就能直接使用的高性能光学产品,比如透镜,而这在全世界都是独一无二的。

3D打印镜片是如何打印的?

Luxexcel公司使用的打印机称为VisionEngine,每小时能够同时打印4个镜片。其打印原理是:通过连续不断地在打印平台上挤出极微小的树脂液滴,然后通过紫外光固化。树脂液滴被喷射到表面时会流动、合并,进而形成光滑的表面。

镜片的3D打印过程

Luxexcel的3D打印设备

Luxexcel镜片使用的材料是一种新型光学材料,名为为VisionClea。VisionClear材料通过了标准的工业测试,并符合ISO 8980-1:2004标准。

零库存制造

在传统眼镜生产模式中,半成品镜片被运送到各个国家的各个地区,根据客户的要求来进行最后的处理。结果导致了大量的库存,卖不出去的镜片也带来了巨大的浪费成本。

传统的标准镜片制造工艺,包含多个研磨和抛光步骤。而3D打印的镜片无需经过这些步骤,从3D打印机取出后就可以直接使用了,真正实现按需制造。

Luxexcel的3D打印技术可以实现按需打印,在现场就可以打印出精确的定制化镜片。即时生产带来了极高的效率,厂商降低了库存风险,免去了巨额投资,并且缩短了供应商与客户之间漫长的交货期。零时间交付生产的模式减少了长途运输的成本。

Luxexcel公司并不希望该技术在现有的眼镜市场上进行价格竞争。他们的主要目标是为用户创造更大的价值,比如与独立的眼科实验室合作,并帮助他们为客户提供定制化的创新产品,制造出传统技术无法制造的镜片。

如下图的眼镜生产流程,我们可以看到3D打印眼镜非常方便、快捷。

眼镜的制作流程

定制化:不同人群的解决方案

Luxexcel公司为不同的人群定制开发不同的镜片。比如,如果客户是一位飞行员,需要在驾驶室里看清楚各个仪器,并在飞行途中保持开阔的视野。Luxexcel能够提供这类专业镜片的个性化制造。

如果客户是一位高尔夫球爱好者,希望能够在比赛中同时看到球、记分卡以及通道,Luxexcel公司也能为这类人群实现专门适用于高尔夫球运动的镜片定制。

除此之外,3D打印镜片还有更多的应用场景。

▌带嵌入传感器的3D打印镜片

代尔夫特理工大学的学生将传感器嵌入镜片中,以检测眼睛的运动。3D打印技术允许开发人员自由创建带嵌入式传感器的定制镜头,这类产品不可能使用传统技术制造。

▌变色镜片

利用3D打印技术,在镜片中嵌入LCD屏幕,能够通过传感器实现变色,这使得镜片在白天和夜晚的环境中即时变色成为可能。

▌装饰镜片

在镜片中加入纹理等装饰元素,满足更多的个性化用户体验。

▌VR、AR护目镜的定制镜片

随着智能眼镜,比如增强现实和虚拟现实类的产品,这个领域的镜片制造需求正在增加。利用3D打印的镜片,能够带给使用者更舒适的体验。

在光学行业,3D打印镜片还是一个早期的阶段。但Luxexcel这样的创新性公司让我们看到了巨大的应用前景。据了解,客户在设计、提交之后,在5个工作日内,客户就能收到3D打印的镜片。这种高效率生产、短时间交付的制造模式,将进一步满足人类的个性化需求,新的商业模式将成为可能。

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