"الفيلم التكنولوجي غير المرئي" على النظارات: الكشف عن تقنية طبقة الفراغ الفيزيائية السوداء للعدسات والإطار

عندما ترتدي نظارات من سبائك التيتانيوم خفيفة الوزن ومريحة تسمح لك بالرؤية بوضوح في الضوء الساطع دون التسبب في إجهاد العين، ويظل الإطار لامعًا وجديدًا حتى بعد الاستخدام طويل الأمد، ولا يظهر جلدك أي رد فعل تحسسي، كل هذا لا ينفصل عن تقنية رئيسية - طلاء الترسيب الفيزيائي بالتبخير (PVD). كعملية معالجة السطح الأساسية في صناعة النظارات الحديثة، تعمل تقنية PVD على تحسين كل من العدسات والإطارات في وقت واحد: مما يمنح العدسات وظائف عملية مثل الضوء الأزرق المضاد والانعكاس المضاد، وإنشاء ملمس سطح متين وجميل وصديق للبشرة للإطارات. أصبح هذا "الفيلم غير المرئي" الذي يبدو غير مهم بالفعل هو الدعم الأساسي لتحسين تجربة ارتداء النظارات. اليوم، سنكشف بالكامل عن تقنية PVD وراء عدسات وإطارات النظارات.

لفهم تقنية الطلاء الفيزيائي بالتبخير في مجال النظارات، يجب على المرء أولاً توضيح تعريفها الأساسي: في بيئة فراغية عالية، من خلال الطرق الفيزيائية مثل الرش المغناطيسي والتبخير، تتحول مواد الطلاء مثل المعادن والسيراميك والمركبات إلى حالات ذرية وأيونية، ثم تترسب على سطح عدسات أو إطارات النظارات لتشكيل أغشية فائقة الرقة. يتم اختصار هذه التقنية باسم PVD (الترسيب الفيزيائي للبخار) باللغة الإنجليزية. بالمقارنة مع الطلاء الكهربائي والطلاء الكيميائي التقليدي، تكمن أكبر ميزة لها في توحيد وكثافة طبقة الفيلم، والالتصاق القوي، والصداقة البيئية وعدم التلوث (عدم انبعاث المعادن الثقيلة)، والقدرة على التحكم بدقة في سمك وتكوين طبقة الفيلم، مما يلبي تمامًا المتطلبات الصارمة للنظارات من حيث الدقة والسلامة والمتانة. سواء كان الطلاء الوظيفي على العدسة أو الطلاء الزخرفي والوقائي على الإطار، يمكن لتقنية PVD تحقيق تأثير "مصمم خصيصًا".

دعنا نلقي نظرة أولاً على الطلاء الفيزيائي بالتبخير لإطار النظارات - تكمن قيمته الأساسية في "الترقية الجمالية + الحماية الوظيفية"، ويتم تطبيقه على نطاق واسع في المواد السائدة مثل سبائك التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ. الإطار، كمكون يتلامس مباشرة مع الجلد ويتعرض للبيئة الخارجية لفترة طويلة، لديه متطلبات عالية للغاية لمتانة التآكل ومقاومة التآكل والخصائص الصديقة للبشرة للطلاء. وتلبي تقنية PVD هذه المتطلبات بدقة. المبدأ الأساسي لطلاء PVD على الإطار هو تعديل مزيج المادة المستهدفة والغاز التفاعلي لتشكيل طبقات فيلم مختلفة المكونات على سطح الإطار، وبالتالي تحقيق ألوان ووظائف واقية مختلفة. على سبيل المثال، بالنسبة لإطارات سبائك التيتانيوم الشائعة، تكون المادة الأساسية رمادية فاتحة. من خلال طلاء PVD، يمكن تحويلها إلى ألوان عصرية مختلفة مثل الذهب الوردي والذهب الشمبانيا والأسود غير اللامع، مع تكوين فيلم واقي صلب يقاوم تآكل العرق ومستحضرات التجميل.

يمكن تصنيف الأنواع الشائعة من طلاء PVD لإطارات النظارات إلى فئتين: الطبقات الزخرفية والطبقات الوظيفية. الطبقات الزخرفية هي الأساس لتعزيز مظهر الإطارات. يتم تحقيقها من خلال عملية الرش المغناطيسي: يتم إنتاج تأثير الذهب الوردي عن طريق الجمع بين هدف التيتانيوم والنيتروجين وكمية صغيرة من الميثان لتشكيل طبقة كربيد النيتريد (TiCN)؛ يتم تحضير الذهب الشمبانيا عن طريق تعديل نسبة النيتروجين والأرجون، مما يؤدي إلى طبقة نيتريد التيتانيوم (TiN) ملونة أكثر نعومة؛ الأسود غير اللامع هو طبقة كربونيت (TiC) تتكون من تفاعل تركيز عالٍ من الميثان مع هدف التيتانيوم، جنبًا إلى جنب مع المعالجة المسبقة بالسفع الرملي للمادة الأساسية لتحقيق ملمس غير لامع. عادة ما يتراوح سمك هذه الطبقات بين 2 و 5 ميكرومتر، وهو ما يمثل عُشر قطر خصلة الشعر فقط، ومع ذلك يمكنها أن تمنح إطارات السبائك العادية ملمس المعادن الثمينة الراقية. تركز الطبقات الوظيفية على الاحتياجات العملية. على سبيل المثال، يتم تحضير طبقة الكربون الشبيهة بالألماس (DLC) من خلال عملية الطلاء الأيوني بالقوس، بصلابة تزيد عن HV2000، مما يجعل سطح الإطار مقاومًا للتآكل والخدش، وحتى بعد الاحتكاك طويل الأمد، فمن غير المحتمل أن ينتج خدوشًا؛ يتم طلاء الطبقة المضادة لبصمات الأصابع بمركب فلوروكربون خاص، مما يجعل من الصعب التصاق بصمات الأصابع ويجعل التنظيف أكثر ملاءمة.

على عكس الإطار الذي يركز على وظائف "الزخرفية والوقائية"، فإن جوهر الطلاء الفيزيائي بالتبخير لعدسات النظارات هو "تحسين الوظيفة البصرية"، بهدف تعزيز الوضوح البصري وحماية صحة العين. كوسيط لانكسار الضوء، يؤثر انعكاس السطح ونفاذية الضوء والقدرة على مقاومة الاتساخ للعدسة بشكل مباشر على التجربة البصرية. ويمكن لتقنية PVD حل هذه المشكلات البصرية عن طريق تراكب طبقات متعددة من أغشية وظيفية مختلفة. عادة ما يعتمد طلاء PVD للعدسة على هيكل مكدس متعدد الطبقات، حيث تحمل كل طبقة فيلم وظائف مختلفة. تشمل تلك التي تُرى عادةً فيلمًا مضادًا للانعكاس، وفيلمًا مضادًا للضوء الأزرق، وفيلمًا مقاومًا للتآكل، وفيلمًا مسعورًا ومضادًا للاتساخ، وما إلى ذلك. يبلغ إجمالي سمك طبقات الفيلم هذه بضع مئات من النانومترات فقط، ومع ذلك يمكنها تحقيق تأثير بصري "1 + 1 > 2".

طلاء مضاد للانعكاس هو الطبقة الأساسية والأكثر أهمية من PVD (الترسيب الفيزيائي للبخار) للعدسة، وهي مجهزة على جميع العدسات البصرية تقريبًا. نعلم أنه عندما يصطدم الضوء بسطح العدسة، فإنه سينتج انعكاسًا، والذي لا يقلل فقط من نفاذية الضوء ويتسبب في عدم وضوح الرؤية، ولكنه يولد أيضًا وهجًا (مثل وهج الضوء أثناء القيادة الليلية). يترسب الطلاء المضاد للانعكاس طبقات متعددة من الأغشية العازلة مثل أكسيد السيليكون وأكسيد التيتانيوم من خلال عملية الرش المغناطيسي، ويستخدم مبدأ "تداخل الفيلم" لإلغاء انعكاس الضوء: عندما يكون سمك طبقة الفيلم ربع طول موجة الضوء الساقط، فسوف يلغي الضوء المنعكس بعضه البعض، وبالتالي تحسين نفاذية الضوء بشكل كبير. تبلغ نفاذية الضوء للعدسة غير المطلية حوالي 91٪، بينما بعد طلاء PVD المضاد للانعكاس متعدد الطبقات، يمكن زيادة نفاذية الضوء إلى أكثر من 98٪، مما يجعل الرؤية أكثر وضوحًا وإشراقًا. طلاء الضوء الأزرق المضاد هو طبقة وظيفية تم تطويرها لتلبية احتياجات الأشخاص المعاصرين الذين يستخدمون الأجهزة الإلكترونية لفترة طويلة. عن طريق إضافة أكاسيد معدنية خاصة (مثل أكسيد النيوبيوم) إلى طبقة الفيلم واستخدام عملية PVD للتحكم بدقة في هيكل طبقة الفيلم، يمكنها امتصاص الضوء الأزرق الضار بشكل انتقائي في نطاق 400-450 نانومتر، مع ضمان الإرسال الطبيعي للضوء المرئي وتقليل تحفيز الضوء الأزرق للعيون، وتخفيف إجهاد العين.

بصرف النظر عن طبقة الطلاء الوظيفية البصرية، يعتمد الطلاء المقاوم للتآكل والطلاء المضاد للاتساخ المسعور للعدسات أيضًا على دعم تقنية PVD. على الرغم من أن عدسات الراتنج خفيفة الوزن ومقاومة للصدمات، إلا أن صلابة سطحها منخفضة نسبيًا، مما يجعلها عرضة للخدوش وتؤثر على نفاذية الضوء. يتم ترسيب الطلاء المقاوم للتآكل بطبقة فيلم أكسيد السيليكون أو أكسيد الألومنيوم من خلال عملية PVD، مما يزيد من صلابة سطح العدسات من مستوى HB إلى أعلى من مستوى H. حتى مع المسح اليومي، فمن غير المحتمل أن يتسبب في خدوش. الطلاء المضاد للاتساخ المسعور هو "الحماية من المستوى الأعلى" للعدسات. يتم ترسيبه بطبقة فيلم مركب يحتوي على الفلور من خلال الرش المغناطيسي، مما يجعل سطح العدسات يظهر خصائص فائقة المسعورة، بزاوية تلامس أكبر من 110 درجات. ستتدحرج قطرات الماء المتساقطة على العدسات تلقائيًا، وفي الوقت نفسه، يمكنها مقاومة التصاق الزيت والغبار وتحقيق تأثيرات "سهولة التنظيف ومكافحة الضباب ومكافحة بصمات الأصابع". يتم تراكب طبقات الطلاء الوظيفية هذه بدقة من خلال عملية PVD، مما يجعل العدسات واضحة ومتينة، وتحمي أيضًا صحة العينين.

تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن عمليات طلاء PVD للعدسات والإطارات من نفس الأصل، إلا أنه نظرًا لخصائص المواد المختلفة، هناك اختلافات كبيرة في تفاصيل العملية. المادة الأساسية للإطار هي في الغالب معدن (التيتانيوم، الفولاذ المقاوم للصدأ، سبائك الألومنيوم)، وقبل الطلاء، يلزم التنظيف بالبلازما لإزالة الزيت السطحي وطبقات الأكسيد لتعزيز التصاق طبقة الطلاء؛ في حين أن المادة الأساسية للعدسة هي في الغالب الراتنج أو الزجاج، وهو أكثر هشاشة. أثناء عملية الطلاء، يجب التحكم بدقة في درجة حرارة التجويف (عادة أقل من 100 درجة مئوية) لتجنب تشوه العدسة. من حيث اختيار العملية، يستخدم الطلاء الزخرفي للإطار بشكل أساسي الرش المغناطيسي لضمان طبقات طلاء موحدة ودقيقة؛ بينما يعتمد الطلاء الوظيفي للعدسة في الغالب على الرش المغناطيسي متعدد الأهداف، والذي يمكنه تكديس طبقات متعددة بدقة من المكونات المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، تختلف معايير الكشف عن طبقات الطلاء أيضًا: يركز الطلاء الموجود على الإطار على مقاومة التآكل ومقاومة التآكل واتساق الألوان، ويحتاج إلى اجتياز اختبارات رذاذ الملح واختبارات الاحتكاك وما إلى ذلك؛ يركز الطلاء الموجود على العدسة على الأداء البصري، ويحتاج إلى اختبار المؤشرات البصرية مثل نفاذية الضوء والانعكاس ومعدل حجب الضوء الأزرق.

لا تعمل تقنية الطلاء الفيزيائي بالتبخير على تحسين أداء ومظهر النظارات فحسب، بل تعمل أيضًا على تعزيز التنمية الخضراء لصناعة النظارات. تولد عملية الطلاء الكهربائي التقليدية لإنتاج الإطارات مياه الصرف الصحي التي تحتوي على معادن ثقيلة، مما يلوث البيئة. ومع ذلك، تتم عملية PVD بالكامل في بيئة فراغية عالية، دون الحاجة إلى إلكتروليتات كيميائية، مما يؤدي إلى عدم وجود انبعاثات للمعادن الثقيلة وعدم وجود تلوث، وهو ما يتماشى مع اتجاه حماية البيئة العالمية. بالنسبة للعدسات، مقارنة بالطلاءات الكيميائية التقليدية، يتميز طلاء PVD بطبقة فيلم أكثر تجانسًا، والتصاق أقوى، وعمر خدمة أطول، ويقلل من الحاجة إلى استبدال العدسة بسبب انفصال الطلاء، مما يقلل بشكل غير مباشر من استهلاك الموارد. في الوقت الحاضر، أصبح طلاء PVD تقنية قياسية للنظارات متوسطة إلى عالية الجودة. سواء كان إطارًا من سبائك التيتانيوم بسعر ألف يوان أو عدسة بوظيفة مضادة للضوء الأزرق، فإنها تعتمد جميعها على هذه التقنية السوداء للدعم.

من الألوان العصرية للإطار إلى الرؤية الواضحة للعدسات، أعادت تقنية طلاء الترسيب الفيزيائي بالتبخير، من خلال حرفيتها الدقيقة بالميكرومتر، تعريف تجربة ارتداء النظارات. قد يبدو "الفيلم التكنولوجي غير المرئي" غير مهم، ولكنه يجسد تكامل وابتكار علوم المواد والتكنولوجيا البصرية. إنه لا يلبي فقط سعي الناس إلى جماليات النظارات، ولكنه يحمي أيضًا صحة العينين. عندما نرتدي النظارات في المرة القادمة، قد ندفع الانتباه: اللمعان الدافئ للإطار والشفافية الواضحة للعدسات كلها "الدفء التكنولوجي" الذي منحته تقنية PVD. مع التقدم المستمر للتكنولوجيا، سيحقق طلاء PVD المستقبلي للنظارات تخصيصًا وظيفيًا أكثر دقة، مثل الطلاء الذكي الذي يستشعر الضوء التكيفي والأغشية المركبة متعددة الطبقات الأكثر رقة، مما يجعل النظارات ليست مجرد أدوات لتصحيح الرؤية، ولكن أيضًا أعمالًا فنية قابلة للارتداء تجمع بين الصحة والموضة والتكنولوجيا.