Proses lapisan vakum lensa dan bingkai secara terpisah

Inti dari proses ini adalah memisahkan lensa dan bingkai untuk pelapisan vakum. Kuncinya terletak pada pertimbangan perbedaan material (lensa sebagian besar terbuat dari resin/kaca, sedangkan bingkai sebagian besar terbuat dari logam/TR90) dan persyaratan fungsional (lensa berfokus pada kinerja optik, sedangkan bingkai berfokus pada daya tahan/perlindungan dekoratif/estetika). Parameter proses, bahan pelapis, dan prosedur yang berbeda diadopsi untuk menyelesaikan pelapisan secara terpisah dan kemudian merakitnya. Hal ini memastikan kinerja optik serta daya tahan dan estetika bingkai. Ini adalah metode produksi halus yang umum di industri. Proses keseluruhan dibagi menjadi dua jalur utama: proses pelapisan vakum lensa dan proses pelapisan vakum bingkai. Akhirnya, dihubungkan dengan perakitan dan inspeksi. Berikut adalah proses standar industri yang lengkap, jelas, dan dapat diterapkan.

Inti dari proses: Berfokus pada "prioritas kinerja optik", kami memprioritaskan untuk memastikan transmisi cahaya, efek anti-refleksi, dan adhesi lapisan pelapis. Hal ini konsisten dengan pelapisan lensa tradisional. Optimalisasi detail dan adaptasi untuk produksi terpisah memenuhi persyaratan koneksi.

1. Perlakuan permukaan lensa (menentukan kekuatan adhesi lapisan film, langkah inti)

   Tujuan: Untuk sepenuhnya menghilangkan noda minyak, debu, listrik statis, dan kotoran sisa dari permukaan lensa, menghindari masalah seperti pengelupasan, bintik, dan gelembung setelah pelapisan, serta meletakkan dasar untuk adhesi lapisan film optik.

   Pembersihan multi-tahap ultrasonik: Melalui serangkaian proses termasuk pencucian alkali (untuk menghilangkan minyak) → pencucian air normal (untuk menghilangkan larutan alkali) → pencucian asam (untuk menghilangkan kotoran teroksidasi) → pencucian air murni (untuk menghilangkan larutan asam) → pembilasan meluap (untuk menghilangkan residu halus). Sepanjang proses, kemurnian kualitas air dikontrol secara ketat untuk menghindari sisa noda air.

   Dehidrasi dan pengeringan: Setelah dibersihkan, masukkan lensa ke dalam oven khusus dan keringkan pada suhu rendah 60-80°C. Suhu harus ditingkatkan dan diturunkan secara bertahap untuk mencegah lensa berubah bentuk dan untuk memastikan permukaan benar-benar kering dan bebas dari noda air.

   Pra-perlakuan plasma (aktivasi): Setelah lensa dikeringkan, lensa dimasukkan ke dalam ruang pra-vakum dan gas inert dimasukkan untuk menghasilkan bombardir plasma pada permukaan lensa, meningkatkan energi permukaan lensa dan memperkuat gaya ikatan antara lapisan film berikutnya dan dasar lensa, sehingga mencegah lapisan film terkelupas.

2. Pemasangan dan penjepitan lensa

   Setelah lensa menjalani pra-perlakuan, lensa dipasang secara presisi pada perlengkapan pelapisan khusus (rangka payung) sesuai dengan persyaratan orientasi permukaan cembung dan cekung (biasanya dengan permukaan cembung menghadap sumber penguapan bahan film). Pastikan lensa terpasang kuat tanpa kelonggaran, dan pada saat yang sama, hindari perlengkapan menghalangi area pelapisan lensa. Setelah penjepitan selesai, perlengkapan dimasukkan ke dalam ruang pelapisan vakum dan pintu ruang disegel.

3. Vakum ruang dan pemanasan awal

   • Vakum kasar: Nyalakan pompa mekanis dan tarik udara di dalam ruang pelapisan vakum ke keadaan vakum rendah (10⁻¹ hingga 10⁻² Pa), sehingga menghilangkan sebagian besar kotoran udara.

   • Vakum lengkap: Nyalakan pompa difusi atau pompa molekuler untuk meningkatkan tingkat vakum ke vakum tinggi yang diperlukan oleh proses (10⁻³ hingga 10⁻⁵ Pa). Dalam keadaan ini, molekul udara tidak akan mengganggu deposisi atom/molekul pada bahan film, memastikan lapisan film yang seragam dan padat.

   Pemanasan awal lensa: Setelah tingkat vakum memenuhi standar, lensa dikenai pemanasan awal suhu rendah (suhu disesuaikan dengan bahan lensa, 40-60°C untuk lensa resin, 80-100°C untuk lensa kaca), untuk memastikan suhu lensa seragam dan mengurangi tegangan lapisan film yang disebabkan oleh perbedaan suhu selama proses pelapisan berikutnya, mencegah lapisan film retak.

4. Lensa menjalani pelapisan vakum formal (lapisan komposit multi-lapisan, proses inti)

   Pelapisan lensa berfokus pada "fungsi optik". Menggunakan pelapisan evaporasi vakum (metode umum) atau pelapisan sputtering magnetron (untuk aplikasi kelas atas). Beberapa lapisan film komposit dideposisikan dalam urutan tetap, dan ketebalan setiap lapisan dipantau secara real-time oleh instrumen kontrol kristal dan instrumen kontrol cahaya, dengan akurasi hingga tingkat nanometer.

   1. Langkah 1: Terapkan lapisan keras (opsional): Jika dasar lensa adalah lembaran resin (dengan kekerasan lebih rendah), pertama-tama depositkan lapisan resin silikon organik dan lapisan keras untuk meningkatkan kekerasan permukaan lensa, mencegah goresan selama penggunaan berikutnya. Ketebalan lapisan harus dikontrol antara 100 dan 200 nanometer.

   2. Langkah 2: Terapkan lapisan anti-refleksi multi-lapisan (lapisan AR): Secara bergantian depositkan bahan indeks bias tinggi (seperti TiO₂, ZrO₂) dan bahan indeks bias rendah (seperti SiO₂, MgF₂), dengan jumlah lapisan biasanya berkisar antara 5 hingga 15. Setiap lapisan memiliki ketebalan sekitar puluhan hingga ratusan nanometer. Melalui interferensi destruktif cahaya, tingkat pantulan permukaan lensa berkurang dari 8% menjadi 0,2% - 1,5%, sementara transmisi cahaya meningkat menjadi 98% - 99%, sehingga mengurangi pantulan, silau, dan bayangan hantu.

   3. Langkah 3: Terapkan film anti-fouling hidrofobik (film AF): Terakhir, depositkan lapisan bahan terfluorinasi untuk mengurangi energi permukaan lensa, mencapai efek tahan air, tahan minyak, dan tahan sidik jari. Hal ini memungkinkan noda lensa dibersihkan segera dan memperpanjang masa pakai lapisan film.

5. Pendinginan lensa, pemecahan vakum, dan pelepasan film

   • Pendinginan: Setelah proses pelapisan selesai, hentikan pemanasan dan biarkan lensa mendingin secara alami di dalam ruang vakum hingga suhu kamar. Hindari pendinginan cepat yang dapat menyebabkan lapisan pelapis retak atau terkelupas.

   • Pemecahan vakum: Secara bertahap masukkan gas nitrogen kering ke dalam ruang vakum untuk mengembalikan tekanan ruang ke normal (memecah vakum), untuk mencegah udara masuk dengan cepat dan merusak lapisan film.

   • Bagian kedua: Buka pintu ruang vakum, lepaskan perlengkapan pelapisan, keluarkan lensa dengan hati-hati, dan hindari menyentuh permukaan pelapis lensa untuk mencegah goresan dan kontaminasi.

6. Inspeksi lensa (disimpan untuk digunakan di masa mendatang setelah lulus)

   Lensa yang dilapisi menjalani dua putaran inspeksi. Setelah lulus inspeksi, lensa ditempatkan di area penyimpanan khusus dan menunggu perakitan dengan bingkai.

   • Inspeksi visual: Periksa apakah ada cacat seperti bintik, pengelupasan, aberasi kromatik, sidik jari, noda air, atau goresan pada permukaan lensa, memastikan penampilan utuh.

   • Inspeksi optik: Menguji transmisi cahaya, reflektansi, dan kekeruhan lensa untuk memastikan kepatuhan terhadap standar optik, dan memverifikasi bahwa efek anti-refleksi dan anti-silau memenuhi persyaratan.

Bahan bingkai beragam (logam: baja tahan karat, paduan titanium, paduan tembaga-nikel; plastik: TR90, PC, dll.). Tujuan pelapisan adalah untuk meningkatkan ketahanan aus, mencegah korosi, dan meningkatkan estetika (seperti warna emas, perak, gun). Prosesnya sangat berbeda dari lensa. Inti menggunakan pelapisan sputtering magnetron (tahan aus, adhesi kuat).

1. Pra-perlakuan bingkai (menyesuaikan bahan bingkai, perawatan anti-slip inti)

   Tujuan: Menghilangkan lapisan oksida, noda minyak, residu stamping, dan sidik jari dari permukaan bingkai, meningkatkan kekasaran permukaan bingkai, meningkatkan adhesi lapisan film, dan mencegah lapisan film terkelupas atau memudar setelah pelapisan berikutnya.

   Pemolesan dan penyelesaian (hanya untuk bingkai logam): Lakukan penggilingan dan pemolesan yang cermat pada permukaan bingkai logam untuk menghilangkan goresan permukaan dan bintik oksidasi, membuat permukaan bingkai halus dan rata. Pada saat yang sama, tingkatkan kekasaran permukaan untuk memfasilitasi adhesi lapisan film.

   Pembersihan ultrasonik: Masukkan bingkai ke dalam larutan pembersih khusus (untuk bahan yang sesuai, gunakan larutan pembersih alkali untuk logam, dan larutan pembersih netral untuk plastik), dan lakukan pembersihan ultrasonik untuk menghilangkan noda minyak, debu, dan kotoran sisa. Setelah dibersihkan, bilas hingga bersih dengan air murni.

   Dehidrasi dan pengeringan: Masukkan bingkai kacamata yang telah dibersihkan ke dalam oven dan keringkan pada suhu rendah (40-50°C). Pastikan tidak ada kelembaban atau residu di permukaan. Untuk bingkai kacamata plastik, suhu perlu dikontrol untuk mencegah deformasi.

   Bombardir ion (opsional, untuk meningkatkan adhesi): Setelah bingkai dikeringkan, bingkai dimasukkan ke dalam ruang vakum untuk perlakuan bombardir ion. Proses ini menghilangkan kotoran halus dan lapisan oksida yang tersisa di permukaan, lebih lanjut meningkatkan energi permukaan dan membuat lapisan film lebih kuat menempel pada bingkai.

2. Pemasangan dan penjepitan lensa

   Pasang bingkai kacamata yang telah diperlakukan sebelumnya pada perlengkapan khusus (disesuaikan dengan bentuk bingkai untuk menghindari menutupi area pelapisan), pastikan bingkai tidak longgar atau berubah bentuk. Selama penjepitan, hindari menyentuh permukaan bingkai untuk mencegah goresan. Setelah penjepitan selesai, masukkan perlengkapan ke dalam ruang pelapisan vakum sputtering magnetron dan tutup pintu ruang untuk menyegelnya.

3. Vakum ruang dan penyesuaian atmosfer

   • Pemompaan vakum: Pertama, nyalakan pompa mekanis untuk pemompaan kasar, lalu nyalakan pompa molekuler untuk pemompaan halus. Tingkatkan tingkat vakum di dalam ruang pelapisan vakum hingga 10⁻³ hingga 10⁻⁴ Pa untuk memastikan tidak ada kotoran udara yang mengganggu deposisi film.

   • Penyesuaian atmosfer: Sejumlah kecil gas inert (terutama argon) dimasukkan ke dalam ruang vakum untuk menciptakan lingkungan plasma, yang menyediakan kondisi untuk sputtering magnetron berikutnya dan melindungi permukaan bingkai kacamata dari oksidasi.

4. Bingkai dikenai pelapisan vakum formal (dengan penekanan pada ketahanan aus dan dekorasi)

   Pelapisan bingkai terutama dilakukan dengan proses sputtering magnetron. Sesuai dengan persyaratan, bahan pelapis yang berbeda dipilih, dan dibagi menjadi tiga lapisan: lapisan dasar, lapisan fungsional, dan lapisan dekoratif. Hal ini memastikan daya tahan, ketahanan korosi, dan daya tarik estetika.

   1. Langkah 1: Terapkan lapisan dasar (anti-korosi inti): Depositkan lapisan dasar logam (seperti kromium, titanium, atau nikel), dengan ketebalan 50-100 nanometer. Fungsi utamanya adalah untuk meningkatkan adhesi antara lapisan pelapis berikutnya dan bingkai, dan pada saat yang sama mencegah bingkai logam teroksidasi dan berkarat (langkah ini dapat dilewati untuk bingkai plastik).

   2. Langkah 2: Terapkan lapisan pelindung (untuk ketahanan aus): Depositkan lapisan pelapis fungsional tahan aus (seperti lapisan ultra-keras tipe DLC atau titanium nitrida), dengan ketebalan 100-200 nanometer. Hal ini akan meningkatkan kekerasan permukaan bingkai, mencegah goresan dan keausan selama penggunaan, dan memperpanjang masa pakai.

   3. Langkah 3: Terapkan lapisan dekoratif (opsional, untuk meningkatkan penampilan): Depositkan bahan pelapis dekoratif (seperti emas titanium, emas mawar, warna gun, hitam) sesuai persyaratan. Ketebalan harus 50-100 nanometer. Pastikan warna seragam dan tidak ada perbedaan warna, meningkatkan tekstur penampilan bingkai. Lapisan dekoratif juga harus memiliki ketahanan aus yang baik untuk mencegah warna mudah pudar.

5. Pendinginan bingkai, pemecahan vakum, dan penurunan film

   • Pendinginan: Setelah proses pelapisan selesai, hentikan sputtering dan biarkan bingkai mendingin secara alami di dalam ruang vakum hingga suhu kamar. Hindari pendinginan cepat yang dapat menyebabkan lapisan pelapis retak atau memudar.

   • Hapus vakum: Secara bertahap masukkan gas nitrogen kering untuk mengembalikan tekanan normal di dalam ruang, untuk mencegah udara masuk dengan cepat dan merusak lapisan membran.

   • Bagian kedua: Buka pintu ruang vakum, lepaskan perlengkapan, lepaskan bingkai kacamata dengan hati-hati, hindari menyentuh permukaan yang dilapisi, dan tempatkan di wadah khusus untuk digunakan nanti.

6. Inspeksi bingkai (disimpan untuk digunakan di masa mendatang setelah lulus)

   Lakukan inspeksi komprehensif pada bingkai yang dilapisi, dan jika memenuhi syarat, kirim ke area perakitan untuk dirakit bersama dengan lensa.

   • Inspeksi penampilan: Periksa apakah warna permukaan bingkai seragam, apakah ada perbedaan warna, pengelupasan, goresan, noda, sidik jari, dan apakah bingkai berubah bentuk.

   • Tes kinerja: Uji ketahanan aus pelapisan pada bingkai (gosok dengan alat khusus, tidak ada warna pudar atau goresan), adhesi (tempel dengan selotip, tidak ada pengelupasan), dan ketahanan korosi untuk bingkai logam (tes semprot garam sederhana, tidak ada oksidasi).

• Penyimpanan dan isolasi: Lensa dan bingkai yang dilapisi harus disimpan secara terpisah. Lensa harus ditempatkan dalam kantong tahan debu khusus, dan bingkai harus ditempatkan dalam kotak kemasan khusus untuk mencegahnya bergesekan satu sama lain dan menggores permukaan yang dilapisi.

• Perlindungan perakitan: Saat merakit kacamata, operator harus mengenakan sarung tangan bebas debu untuk mencegah sidik jari dan minyak mengkontaminasi permukaan pelapis lensa dan bingkai; saat memasang lensa, hindari menerapkan gaya berlebihan untuk mencegah kerusakan pada tepi pelapisan lensa.

• Inspeksi keseluruhan: Setelah perakitan selesai, inspeksi akhir dilakukan pada seluruh pasangan kacamata untuk memastikan lensa mentransmisikan cahaya secara transparan, tanpa pantulan abnormal, bahwa warna bingkai seragam dan tidak ada pengelupasan, dan bahwa pemakaian keseluruhan nyaman dan bebas dari cacat.