Der Prozess der separaten Vakuummetallisierung der Linse und des Rahmens

Der Kern dieses Prozesses ist die Trennung von Linse und Fassung für die Vakuummetallisierung. Der Schlüssel liegt in der Berücksichtigung der Unterschiede in Material (Linsen bestehen meist aus Harz/Glas, während Fassungen meist aus Metall/TR90 bestehen) und funktionalen Anforderungen (Linsen konzentrieren sich auf optische Leistung, während Fassungen sich auf Haltbarkeit/dekorativen/ästhetischen Schutz konzentrieren). Unterschiedliche Prozessparameter, Beschichtungsmaterialien und Verfahren werden angewendet, um die Beschichtung separat durchzuführen und sie dann zu montieren. Dies gewährleistet sowohl die optische Leistung als auch die Haltbarkeit und Ästhetik der Fassung. Es ist eine etablierte verfeinerte Produktionsmethode in der Industrie. Der Gesamtprozess ist in zwei Hauptlinien unterteilt: den Vakuummetallisierungsprozess für Linsen und den Vakuummetallisierungsprozess für Fassungen. Abschließend wird dies mit Montage und Inspektion verbunden. Im Folgenden ist der vollständige industrielle Standardprozess klar und umsetzbar dargestellt.

Kern des Prozesses: Mit Fokus auf "Priorität der optischen Leistung" stellen wir sicher, dass die Lichtdurchlässigkeit, der Antireflexionseffekt und die Haftung der Beschichtungsschicht gewährleistet sind. Dies entspricht der traditionellen Linsenbeschichtung. Die Optimierung von Details und die Anpassung für die separate Produktion erfüllen die Anschlussanforderungen.

1. Oberflächenbehandlung der Linse (Bestimmung der Haftfestigkeit der Filmschicht, der Kernschritt)

   Ziel: Entfernung von Öl, Staub, statischer Elektrizität und Restverunreinigungen von der Linsenoberfläche, um Probleme wie Ablösung, Flecken und Blasen nach der Beschichtung zu vermeiden und die Grundlage für die Haftung der optischen Filmschicht zu schaffen.

   Ultraschall-Mehrstufenreinigung: Sie durchläuft eine Reihe von Prozessen, darunter alkalische Wäsche (zur Entfernung von Öl) → normale Wasserwäsche (zur Entfernung der alkalischen Lösung) → saure Wäsche (zur Entfernung oxidierter Verunreinigungen) → Hochwasserwäsche (zur Entfernung der Säurelösung) → Überlaufspülung (zur Entfernung feiner Rückstände). Während des gesamten Prozesses wird die Reinheit der Wasserqualität streng kontrolliert, um Wasserflecken zu vermeiden.

   Dehydrierung und Trocknung: Nach der Reinigung die Linsen in einen speziellen Ofen geben und bei niedriger Temperatur von 60-80°C trocknen. Die Temperatur sollte schrittweise erhöht und gesenkt werden, um Verformungen der Linsen zu vermeiden und sicherzustellen, dass die Oberfläche vollständig trocken und frei von Wasserflecken ist.

   Plasma-Vorbehandlung (Aktivierung): Nach dem Trocknen der Linsen werden diese in die Vorvakuumkammer gebracht und Inertgas eingeleitet, um ein Plasma auf der Linsenoberfläche zu erzeugen. Dies erhöht die Oberflächenenergie der Linsen und verbessert die Bindungskraft zwischen der nachfolgenden Filmschicht und der Linsenbasis, wodurch ein Ablösen der Filmschicht verhindert wird.

2. Einsetzen und Spannen der Linse

   Nachdem die Linsen vorbehandelt wurden, werden sie präzise auf der speziellen Beschichtungsaufnahme (Schirmrahmen) entsprechend den Anforderungen der konvexen und konkaven Oberflächenausrichtung montiert (normalerweise mit der konvexen Oberfläche zum Verdampfer der Beschichtungsmaterialien). Stellen Sie sicher, dass die Linsen fest fixiert sind, ohne Spiel, und vermeiden Sie gleichzeitig, dass die Aufnahme den Beschichtungsbereich der Linsen blockiert. Nach Abschluss des Spannens wird die Aufnahme in die Vakuumkammer gebracht und die Kammer verschlossen.

3. Vakuumkammer-Vakuumierung und Vorwärmen

   • Grobe Vakuumierung: Starten Sie die mechanische Pumpe und saugen Sie die Luft in der Vakuumkammer in einen Niedervakuumzustand (10⁻¹ bis 10⁻² Pa), wodurch die meisten Luftverunreinigungen entfernt werden.

   • Vollständige Vakuumierung: Starten Sie die Diffusionspumpe oder Molekularpumpe, um das Vakuumniveau auf das für den Prozess erforderliche Hochvakuum (10⁻³ bis 10⁻⁵ Pa) zu erhöhen. In diesem Zustand stören Luftmoleküle die Abscheidung von Atomen/Molekülen auf dem Beschichtungsmaterial nicht und gewährleisten eine gleichmäßige und dichte Filmschicht.

   Vorwärmen der Linse: Nach Erreichen des Standardvakuums wird die Linse bei niedriger Temperatur vorgewärmt (die Temperatur wird je nach Linsenmaterial angepasst, 40-60°C für Kunststofflinsen, 80-100°C für Glaslinsen), um eine gleichmäßige Linsentemperatur zu gewährleisten und die durch Temperaturunterschiede während des nachfolgenden Beschichtungsprozesses verursachten Spannungen in der Filmschicht zu reduzieren, um Rissbildung der Filmschicht zu verhindern.

4. Die Linsen werden einer formellen Vakuummetallisierung unterzogen (mehrschichtige Verbundschicht, der Kernprozess)

   Die Linsenbeschichtung konzentriert sich auf "optische Funktionen". Sie verwendet Vakuumverdampfung (die gängigste Methode) oder Magnetronsputtern (für High-End-Anwendungen). Mehrere Schichten von Verbundfilmen werden in fester Reihenfolge abgeschieden, und die Dicke jeder Schicht wird in Echtzeit von einem Kristallsteuergerät und einem Lichtsteuergerät mit einer Genauigkeit von bis zu Nanometern überwacht.

   1. Schritt 1: Hartbeschichtung auftragen (optional): Wenn die Basis der Linse eine Kunststoffplatte (mit geringerer Härte) ist, wird zuerst eine Schicht aus organischem Silikonharz und eine Hartbeschichtung aufgebracht, um die Oberflächenhärte der Linse zu erhöhen und Kratzer bei der späteren Verwendung zu vermeiden. Die Dicke der Beschichtung sollte zwischen 100 und 200 Nanometern liegen.

   2. Schritt 2: Mehrschichtige Antireflexbeschichtung (AR-Beschichtung) auftragen: Abwechselnd Materialien mit hohem Brechungsindex (wie TiO₂, ZrO₂) und Materialien mit niedrigem Brechungsindex (wie SiO₂, MgF₂) abscheiden, wobei die Anzahl der Schichten typischerweise zwischen 5 und 15 liegt. Jede Schicht ist etwa mehrere zehn bis mehrere hundert Nanometer dick. Durch destruktive Interferenz des Lichts wird die Reflexionsrate der Linsenoberfläche von 8 % auf 0,2 % - 1,5 % reduziert, während die Lichtdurchlässigkeit auf 98 % - 99 % erhöht wird, wodurch Reflexionen, Blendung und Geisterbilder reduziert werden.

   3. Schritt 3: Hydrophobe Antifouling-Schicht (AF-Schicht) auftragen: Abschließend wird eine Schicht aus fluoriertem Material abgeschieden, um die Oberflächenenergie der Linse zu reduzieren und wasser-, öl- und fingerabdrucksichere Effekte zu erzielen. Dadurch lassen sich Linsenverschmutzungen sofort abwischen und die Lebensdauer der Filmschicht verlängern.

5. Abkühlen der Linse, Vakuumbrechen und Filmabnahme

   • Abkühlen: Nach Abschluss des Beschichtungsprozesses die Heizung stoppen und die Linse in der Vakuumkammer auf Raumtemperatur abkühlen lassen. Schnelles Abkühlen vermeiden, da dies zu Rissen oder Ablösung der Beschichtungsschicht führen kann.

   • Vakuum brechen: Langsam trockenen Stickstoff in die Vakuumkammer einleiten, um den Kammerdruck wieder auf Normalniveau zu bringen (Vakuum brechen), um ein schnelles Eindringen von Luft und eine Beschädigung der Filmschicht zu verhindern.

   • Zweiter Teil: Tür der Vakuumkammer öffnen, Aufnahme entnehmen, Linse vorsichtig herausnehmen und die beschichtete Oberfläche nicht berühren, um Kratzer und Verunreinigungen zu vermeiden.

6. Inspektion der Linse (zur zukünftigen Verwendung bei Bestehen)

   Die beschichteten Linsen werden zwei Inspektionsrunden unterzogen. Sobald sie die Inspektion bestanden haben, werden sie in einem speziellen Lagerbereich aufbewahrt und warten auf die Montage mit den Fassungen.

   • Sichtprüfung: Prüfen, ob Defekte wie Flecken, Ablösungen, chromatische Aberrationen, Fingerabdrücke, Wasserflecken oder Kratzer auf der Linsenoberfläche vorhanden sind, um sicherzustellen, dass das Aussehen intakt ist.

   • Optische Inspektion: Testet die Lichtdurchlässigkeit, Reflexion und Trübung der Linsen, um die Einhaltung optischer Standards zu gewährleisten, und verifiziert, dass die Antireflexions- und Blendeffekte den Anforderungen entsprechen.

Die Fassungsmaterialien sind vielfältig (Metall: Edelstahl, Titanlegierung, Kupfer-Nickel-Legierung; Kunststoff: TR90, PC usw.). Der Zweck der Beschichtung ist die Verbesserung der Verschleißfestigkeit, die Verhinderung von Korrosion und die Erhöhung der Ästhetik (z. B. Gold, Silber, Gunmetal-Farbe). Der Prozess unterscheidet sich erheblich von dem der Linse. Der Kern verwendet Magnetronsputtern (verschleißfest, starke Haftung).

1. Vorbehandlung der Fassung (passend zum Fassungsmaterial, wichtige Anti-Rutsch-Behandlung)

   Ziel: Entfernung der Oxidschicht, Öl, Stanzrückstände und Fingerabdrücke von der Fassungsoberfläche, Verbesserung der Oberflächenrauheit der Fassung, Erhöhung der Haftung der Filmschicht und Verhinderung von Ablösung oder Verblassen der Beschichtung nach der nachfolgenden Beschichtung.

   Polieren und Veredeln (nur für Metallfassungen): Sorgfältiges Schleifen und Polieren der Oberfläche von Metallfassungen, um Oberflächenkratzer und Oxidationsflecken zu entfernen und die Fassungsoberfläche glatt und eben zu machen. Gleichzeitig wird die Oberflächenrauheit erhöht, um die Haftung der Filmschicht zu erleichtern.

   Ultraschallreinigung: Die Fassung in die spezielle Reinigungslösung geben (für das entsprechende Material, alkalische Reinigungslösung für Metalle, neutrale Reinigungslösung für Kunststoffe) und Ultraschallreinigung durchführen, um Öl, Staub und Restverunreinigungen zu entfernen. Nach der Reinigung gründlich mit reinem Wasser spülen.

   Dehydrierung und Trocknung: Die gereinigten Brillenfassungen in einen Ofen geben und bei niedriger Temperatur (40-50°C) trocknen. Sicherstellen, dass keine Feuchtigkeit oder Rückstände auf der Oberfläche vorhanden sind. Bei Kunststofffassungen muss die Temperatur kontrolliert werden, um Verformungen zu vermeiden.

   Ionenbombardement (optional, zur Verbesserung der Haftung): Nach dem Trocknen der Fassung wird sie in die Vakuumkammer zum Ionenbombardement gebracht. Dieser Prozess entfernt verbleibende winzige Verunreinigungen und Oxidschichten auf der Oberfläche, erhöht die Oberflächenenergie weiter und sorgt für eine festere Bindung der Filmschicht an die Fassung.

2. Einsetzen und Spannen der Linse

   Die vorbehandelten Brillenfassungen auf der speziellen Aufnahme fixieren (maßgeschneidert für die Form der Fassungen, um den Beschichtungsbereich nicht zu verdecken), sicherstellen, dass die Fassungen nicht locker oder verformt sind. Beim Spannen die Oberfläche der Fassungen nicht berühren, um Kratzer zu vermeiden. Nach Abschluss des Spannens die Aufnahme in die Magnetron-Sputter-Vakuumkammer bringen und die Kammer verschließen.

3. Vakuumkammer-Vakuumierung und Atmosphärenanpassung

   • Vakuumieren: Zuerst die mechanische Pumpe für die Grobvakuumpumpe starten, dann die Molekularpumpe für die Feinvakuumpumpe. Das Vakuumniveau in der Vakuumkammer auf 10⁻³ bis 10⁻⁴ Pa erhöhen, um sicherzustellen, dass keine Luftverunreinigungen die Filmbeschichtung stören.

   • Atmosphärenanpassung: Eine geringe Menge Inertgas (hauptsächlich Argon) wird in die Vakuumkammer eingeleitet, um eine Plasmaumgebung zu schaffen, die Bedingungen für das nachfolgende Magnetronsputtern schafft und die Oberfläche der Brillenfassung vor Oxidation schützt.

4. Die Fassung wird einer formellen Vakuummetallisierung unterzogen (mit Schwerpunkt auf Verschleißfestigkeit und Dekoration)

   Die Beschichtung der Fassung erfolgt hauptsächlich durch Magnetronsputtern. Je nach Anforderungen werden unterschiedliche Beschichtungsmaterialien ausgewählt, und sie ist in drei Schichten unterteilt: Grundbeschichtung, Funktionsbeschichtung und Dekorationsbeschichtung. Dies gewährleistet Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und ästhetische Anziehungskraft.

   1. Schritt 1: Grundbeschichtung auftragen (Kern-Korrosionsschutz): Eine metallische Grundbeschichtung (wie Chrom, Titan oder Nickel) mit einer Dicke von 50-100 Nanometern abscheiden. Die Hauptfunktion ist die Verbesserung der Haftung zwischen der nachfolgenden Beschichtung und der Fassung und gleichzeitig die Verhinderung von Oxidation und Rost der Metallfassung (dieser Schritt kann bei Kunststofffassungen entfallen).

   2. Schritt 2: Schutzbeschichtung auftragen (für Verschleißfestigkeit): Eine verschleißfeste Funktionsbeschichtung (wie DLC-Typ-Hartbeschichtung oder Titannitrid) mit einer Dicke von 100-200 Nanometern abscheiden. Dies erhöht die Härte der Fassungsoberfläche, verhindert Kratzer und Abnutzung während des Gebrauchs und verlängert die Lebensdauer.

   3. Schritt 3: Dekorationsbeschichtung auftragen (optional, zur Verbesserung des Aussehens): Das Dekorationsbeschichtungsmaterial (wie Titangold, Roségold, Gunmetal, Schwarz) nach Bedarf abscheiden. Die Dicke sollte 50-100 Nanometer betragen. Gleichmäßige Farbe und kein Farbunterschied gewährleisten, um die Textur des Fassungsdesigns zu verbessern. Die Dekorationsbeschichtung muss auch eine gute Verschleißfestigkeit aufweisen, um ein leichtes Verblassen der Farbe zu verhindern.

5. Abkühlen der Fassung, Vakuumbrechen und Filmabsenkung

   • Abkühlen: Nach Abschluss des Beschichtungsprozesses das Sputtern stoppen und die Fassung in der Vakuumkammer auf Raumtemperatur natürlich abkühlen lassen. Schnelles Abkühlen vermeiden, da dies zu Rissen oder Verblassen der Beschichtungsschicht führen kann.

   • Vakuum entfernen: Langsam trockenen Stickstoff einleiten, um den normalen Druck im Inneren der Kammer wiederherzustellen, um ein schnelles Eindringen von Luft und eine Beschädigung der Membranschicht zu verhindern.

   • Zweiter Teil: Tür der Vakuumkammer öffnen, Aufnahme entnehmen, Brillenfassung vorsichtig abnehmen, die beschichtete Oberfläche nicht berühren und in einem speziellen Behälter zur späteren Verwendung aufbewahren.

6. Inspektion der Fassung (zur zukünftigen Verwendung bei Bestehen)

   Eine umfassende Inspektion der beschichteten Fassung durchführen und, wenn sie qualifiziert ist, zur Montagezone schicken, um sie zusammen mit der Linse zu montieren.

   • Ausfallprüfung: Prüfen, ob die Oberfläche der Fassung eine gleichmäßige Farbe hat, ob es Farbunterschiede, Ablösungen, Kratzer, Flecken, Fingerabdrücke gibt und ob die Fassung verformt ist.

   • Leistungstest: Testen der Verschleißfestigkeit der Beschichtung auf der Fassung (mit einem speziellen Werkzeug abwischen, kein Verblassen oder Kratzer), Haftung (mit Klebeband testen, keine Ablösung) und Korrosionsbeständigkeit für Metallfassungen (einfacher Salzsprühtest, keine Oxidation).

• Lagerung und Trennung: Die beschichteten Linsen und Fassungen sollten getrennt gelagert werden. Die Linsen sollten in einem speziellen staubdichten Beutel aufbewahrt werden, und die Fassungen sollten in einer speziellen Verpackungsbox aufbewahrt werden, um Reibung und Kratzer auf der beschichteten Oberfläche zu vermeiden.

• Montageschutz: Bei der Montage der Brille sollte der Bediener staubfreie Handschuhe tragen, um Fingerabdrücke und Öl auf den beschichteten Oberflächen von Linsen und Fassungen zu vermeiden; bei der Montage der Linsen sollte keine übermäßige Kraft angewendet werden, um Beschädigungen des Linsenbeschichtungsrandes zu vermeiden.

• Gesamtinspektion: Nach Abschluss der Montage wird eine Endinspektion des gesamten Brillenpaares durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Linsen transparent lichtdurchlässig sind, ohne anormale Reflexionen, dass die Fassungsfarbe gleichmäßig ist und keine Ablösungen aufweist und dass das gesamte Tragen bequem und fehlerfrei ist.