"Lapisan teknologi tak kasat mata" pada kacamata: Mengungkap teknologi hitam pelapisan vakum fisik lensa dan bingkai

Ketika Anda memakai kacamata paduan titanium yang ringan dan nyaman yang memungkinkan Anda melihat dengan jelas dalam cahaya yang kuat tanpa menyebabkan ketegangan mata, dan bingkai tetap mengkilap dan baru bahkan setelah penggunaan jangka panjang, dan kulit Anda tidak menunjukkan reaksi alergi, semua ini tidak terlepas dari teknologi kunci - Pelapisan Deposisi Vakum Fisik (PVD). Sebagai proses perawatan permukaan inti dalam pembuatan kacamata modern, teknologi PVD secara bersamaan meningkatkan lensa dan bingkai: memberikan lensa fungsi praktis seperti anti-cahaya biru dan anti-refleksi, dan menciptakan tekstur permukaan yang tahan lama, indah, dan ramah kulit untuk bingkai. "Lapisan tak terlihat" yang tampaknya tidak signifikan ini telah menjadi dukungan utama untuk meningkatkan pengalaman pemakaian kacamata. Hari ini, kita akan sepenuhnya mengungkap teknologi PVD di balik lensa dan bingkai kacamata.

Untuk memahami teknologi pelapisan vakum fisik di bidang kacamata, seseorang harus terlebih dahulu mengklarifikasi definisi intinya: Dalam lingkungan vakum tinggi, melalui metode fisik seperti sputtering magnetron dan penguapan, bahan pelapis seperti logam, keramik, dan senyawa diubah menjadi keadaan atom dan ion, dan kemudian disimpan pada permukaan lensa atau bingkai kacamata untuk membentuk film ultra-tipis. Teknologi ini disingkat sebagai PVD (Physical Vapor Deposition) dalam bahasa Inggris. Dibandingkan dengan pelapisan elektrokimia dan pelapisan kimia tradisional, keunggulannya yang terbesar terletak pada keseragaman dan kepadatan lapisan film, daya rekat yang kuat, keramahan lingkungan dan tidak ada polusi (tidak ada emisi logam berat), dan kemampuan untuk mengontrol secara tepat ketebalan dan komposisi lapisan film, yang memenuhi persyaratan ketat kacamata untuk presisi, keamanan, dan daya tahan. Baik itu pelapisan fungsional pada lensa atau pelapisan dekoratif dan pelindung pada bingkai, teknologi PVD dapat mencapai efek "dibuat khusus".

Mari kita lihat terlebih dahulu pelapisan vakum fisik dari bingkai kacamata - nilai intinya terletak pada "peningkatan estetika + perlindungan fungsional", dan banyak diterapkan pada bahan utama seperti paduan titanium dan baja tahan karat. Bingkai, sebagai komponen yang bersentuhan langsung dengan kulit dan terpapar lingkungan eksternal untuk waktu yang lama, memiliki persyaratan yang sangat tinggi untuk ketahanan aus, ketahanan korosi, dan sifat ramah kulit dari pelapisan. Dan teknologi PVD secara tepat memenuhi persyaratan ini. Prinsip inti dari pelapisan PVD pada bingkai adalah menyesuaikan kombinasi bahan target dan gas reaktif untuk membentuk lapisan film komponen yang berbeda pada permukaan bingkai, sehingga mencapai berbagai warna dan fungsi pelindung. Misalnya, untuk bingkai paduan titanium umum, bahan dasarnya berwarna abu-abu muda. Melalui pelapisan PVD, dapat diubah menjadi berbagai warna modis seperti rose gold, champagne gold, dan matte black, sambil membentuk film pelindung keras yang tahan terhadap erosi keringat dan kosmetik.

Jenis pelapisan PVD umum untuk bingkai kacamata dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori: lapisan dekoratif dan lapisan fungsional. Lapisan dekoratif adalah inti untuk meningkatkan penampilan bingkai. Mereka dicapai melalui proses sputtering magnetron: efek rose gold dihasilkan dengan menggabungkan target titanium dengan nitrogen dan sejumlah kecil metana untuk membentuk lapisan karbon nitrida (TiCN); champagne gold disiapkan dengan menyesuaikan rasio nitrogen dan argon, menghasilkan lapisan titanium nitrida (TiN) berwarna yang lebih lembut; matte black adalah lapisan karbonitrida (TiC) yang terbentuk oleh reaksi konsentrasi metana yang tinggi dengan target titanium, dikombinasikan dengan pra-perawatan sandblasting bahan dasar untuk mencapai tekstur matte. Ketebalan lapisan ini biasanya antara 2 dan 5 mikrometer, yang hanya sepersepuluh dari diameter sehelai rambut, namun mereka dapat memberikan bingkai paduan biasa tekstur logam mulia kelas atas. Lapisan fungsional berfokus pada kebutuhan praktis. Misalnya, lapisan karbon seperti berlian (DLC) disiapkan melalui proses pelapisan ion busur, dengan kekerasan di atas HV2000, yang dapat membuat permukaan bingkai tahan aus dan tahan gores, dan bahkan setelah gesekan jangka panjang, kecil kemungkinan menghasilkan goresan; lapisan anti-sidik jari dilapisi dengan senyawa fluorokarbon khusus, membuat sidik jari sulit menempel dan membuat pembersihan lebih mudah.

Tidak seperti bingkai yang berfokus pada fungsi "dekoratif dan pelindung", inti dari pelapisan vakum fisik lensa kacamata adalah "optimalisasi fungsi optik", yang bertujuan untuk meningkatkan kejernihan visual dan melindungi kesehatan mata. Sebagai media untuk pembiasan cahaya, refleksi permukaan, transmisi cahaya, dan kemampuan anti-fouling lensa secara langsung memengaruhi pengalaman visual. Dan teknologi PVD dapat memecahkan masalah optik ini dengan menumpangkan beberapa lapisan film fungsional yang berbeda. Pelapisan PVD lensa biasanya mengadopsi struktur bertumpuk multi-lapis, dengan setiap lapisan film memiliki fungsi yang berbeda. Yang umum terlihat termasuk film anti-reflektif, film anti-cahaya biru, film tahan aus, film hidrofobik dan anti-fouling, dll. Ketebalan total lapisan film ini hanya beberapa ratus nanometer, namun mereka dapat mencapai efek optik "1 + 1 > 2".

Lapisan anti-refleksi adalah lapisan PVD (Physical Vapor Deposition) yang paling mendasar dan penting dari lensa, dan dilengkapi pada hampir semua lensa optik. Kita tahu bahwa ketika cahaya mengenai permukaan lensa, ia akan menghasilkan refleksi, yang tidak hanya mengurangi transmisi cahaya dan menyebabkan penglihatan kabur, tetapi juga menghasilkan silau (seperti silau cahaya saat berkendara di malam hari). Lapisan anti-refleksi menyimpan beberapa lapisan film dielektrik seperti silikon oksida dan titanium oksida melalui proses sputtering magnetron, dan memanfaatkan prinsip "interferensi film" untuk membatalkan refleksi cahaya: ketika ketebalan lapisan film adalah seperempat dari panjang gelombang cahaya yang masuk, cahaya yang dipantulkan akan saling membatalkan, sehingga secara signifikan meningkatkan transmisi cahaya. Transmisi cahaya dari lensa tanpa lapisan adalah sekitar 91%, sedangkan setelah pelapisan PVD anti-refleksi multi-lapis, transmisi cahaya dapat ditingkatkan menjadi lebih dari 98%, membuat penglihatan lebih jelas dan cerah. Lapisan anti-cahaya biru adalah lapisan fungsional yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan orang modern yang menggunakan perangkat elektronik untuk waktu yang lama. Dengan menambahkan oksida logam khusus (seperti niobium oksida) ke lapisan film dan menggunakan proses PVD untuk mengontrol secara tepat struktur lapisan film, ia dapat secara selektif menyerap cahaya biru berbahaya dalam rentang 400-450 nanometer, sambil memastikan transmisi normal cahaya tampak dan mengurangi stimulasi cahaya biru ke mata, mengurangi kelelahan mata.

Selain lapisan pelapis fungsional optik, lapisan tahan aus dan lapisan anti-fouling hidrofobik dari lensa juga bergantung pada dukungan teknologi PVD. Meskipun lensa resin ringan dan tahan benturan, kekerasan permukaannya relatif rendah, membuatnya rentan terhadap goresan dan memengaruhi transmisi cahaya. Lapisan tahan aus disimpan dengan lapisan film silikon oksida atau aluminium oksida melalui proses PVD, meningkatkan kekerasan permukaan lensa dari tingkat HB menjadi di atas tingkat H. Bahkan dengan penyeka harian, kecil kemungkinan menyebabkan goresan. Lapisan anti-fouling hidrofobik adalah "perlindungan tingkat atas" dari lensa. Itu disimpan dengan lapisan film senyawa yang mengandung fluorin melalui sputtering magnetron, membuat permukaan lensa menunjukkan sifat superhidrofobik, dengan sudut kontak lebih besar dari 110 derajat. Tetesan air yang jatuh pada lensa akan secara otomatis menggelinding, dan pada saat yang sama, ia dapat menahan pelekatan minyak, debu, dan mencapai efek "pembersihan mudah, anti-kabut, dan anti-sidik jari". Lapisan pelapis fungsional ini secara tepat ditumpangkan melalui proses PVD, membuat lensa jernih dan tahan lama, dan juga melindungi kesehatan mata.

Perlu dicatat bahwa meskipun proses pelapisan PVD untuk lensa dan bingkai berasal dari sumber yang sama, karena sifat material yang berbeda, ada perbedaan signifikan dalam detail proses. Bahan dasar bingkai sebagian besar adalah logam (titanium, baja tahan karat, paduan aluminium), dan sebelum pelapisan, pembersihan plasma diperlukan untuk menghilangkan minyak permukaan dan lapisan oksida untuk meningkatkan daya rekat lapisan pelapis; sedangkan bahan dasar lensa sebagian besar adalah resin atau kaca, yang lebih rapuh. Selama proses pelapisan, suhu rongga perlu dikontrol secara ketat (biasanya di bawah 100°C) untuk menghindari deformasi lensa. Dalam hal pemilihan proses, pelapisan dekoratif untuk bingkai terutama menggunakan sputtering magnetron untuk memastikan lapisan pelapis yang seragam dan halus; sedangkan pelapisan fungsional untuk lensa sebagian besar mengadopsi sputtering magnetron multi-target, yang dapat secara tepat menumpuk beberapa lapisan dari berbagai komponen. Selain itu, standar deteksi untuk lapisan pelapis dari keduanya juga berbeda: pelapisan pada bingkai berfokus pada ketahanan aus, ketahanan korosi, dan konsistensi warna, dan perlu lulus uji semprotan garam, uji gesekan, dll.; pelapisan pada lensa berfokus pada kinerja optik, dan perlu menguji indikator optik seperti transmisi cahaya, reflektansi, dan laju pemblokiran cahaya biru.

Teknologi pelapisan vakum fisik tidak hanya meningkatkan kinerja dan penampilan kacamata, tetapi juga mempromosikan pengembangan hijau industri kacamata. Proses pelapisan elektrokimia tradisional untuk produksi bingkai menghasilkan air limbah yang mengandung logam berat, mencemari lingkungan. Namun, proses PVD dilakukan sepenuhnya dalam lingkungan vakum tinggi, tanpa memerlukan elektrolit kimia, menghasilkan nol emisi logam berat dan nol polusi, yang sejalan dengan tren perlindungan lingkungan global. Untuk lensa, dibandingkan dengan pelapis kimia tradisional, pelapisan PVD memiliki lapisan film yang lebih seragam, daya rekat yang lebih kuat, umur pakai yang lebih lama, dan mengurangi kebutuhan penggantian lensa karena pelepasan pelapis, secara tidak langsung mengurangi konsumsi sumber daya. Saat ini, pelapisan PVD telah menjadi teknologi standar untuk kacamata kelas menengah ke atas. Baik itu bingkai paduan titanium seharga seribu yuan atau lensa dengan fungsi anti-cahaya biru, mereka semua mengandalkan teknologi hitam ini untuk dukungan.

Dari warna bingkai yang modis hingga penglihatan lensa yang jelas, teknologi pelapisan deposisi vakum fisik, dengan keahlian mikro-metriknya yang presisi, telah mendefinisikan ulang pengalaman pemakaian kacamata. "Film teknologi tak terlihat" ini mungkin tampak tidak signifikan, tetapi mewujudkan integrasi dan inovasi ilmu material dan teknologi optik. Ini tidak hanya memenuhi pengejaran orang akan estetika kacamata, tetapi juga menjaga kesehatan mata. Ketika kita memakai kacamata lain kali, kita mungkin juga memperhatikan: kilau hangat dari bingkai dan transparansi lensa yang jelas adalah semua "kehangatan teknologi" yang diberikan oleh teknologi PVD. Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, pelapisan PVD di masa depan untuk kacamata akan mencapai kustomisasi fungsional yang lebih tepat, seperti pelapisan cerdas penginderaan cahaya adaptif dan film komposit multi-lapis yang lebih tipis, membuat kacamata tidak hanya alat untuk mengoreksi penglihatan, tetapi juga karya seni yang dapat dikenakan yang menggabungkan kesehatan, mode, dan teknologi.