[發明專利]用于透明眼鏡片的增材制造方法

在審

• 申請號: 201380078381.9
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN105392618A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: A·賈洛李;R·A·伯佐恩;G·基塔;C·阿巴西
• 申請（專利權）人: 埃西勒國際通用光學公司
• 主分類號: B29D11/00
• 分類號: B29D11/00;B29C67/00;G02B3/00;G02C7/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 陳晰

技術領域

本發明涉及使用增材制造方法和設備制造三維透明的眼科元件如眼鏡片的方法。

背景技術

增材制造方法和裝置在各種行業中已經眾所周知，用于生產以前使用減材制造技術(如傳統的機加工)制造的零件和產品。此類制造方法的應用尚未系統地應用。

增材制造是指如在國際標準ASTM2792-12中定義的制造技術，也就是說，一種連接材料以由3-D模型數據制造物體的工藝，通常層層疊加，與減材制造方法(如傳統的機加工)相反。

增材制造方法可包括，但不限于，立體光固化成型(SLA)、掩模(無掩模)立體光固化成型或掩模(無掩模)投影立體光固化成型、噴墨打印如聚合物噴射、掃描激光燒結(SLS)、掃描激光熔化(SLM)、或熔融沉積成型(FDM)。

增材制造技術包括多項工藝，這些工藝通過根據可以在CAD(計算機輔助設計)文件中定義的預定安排并置多個體積元素來產生物體。這種并置被理解為順序操作的結果，如在之前獲得的材料層頂上建造材料層和/或在之前獲得的體積元素或體素旁并置材料體積元素或體素。

本領域普通技術人員眾所周知的是，體素幾何結構和體素的位置的確定是優化構造策略的結果，該優化構造策略可能考慮到如與所選擇的增材制造設備的能力相關的順序制造操作的順序。

該優化構造策略典型地包括：確定體素的幾何結構和位置；確定由多個體素制成的多個薄片的幾何結構和位置；在該(這些)增材制造設備的參考系中確定多個體素和/或薄片的整體安排取向；并且確定根據其制造這些體素和/或薄片的順序。

可用于本發明的3-D打印裝置被適配成并置體素以建造一種光學元件。此外，3-D打印裝置可以被適配成從一系列截面鋪設連續液體、粉末、或片材料的層。對應于來自數字模型的這些虛擬截面的這些層聚合、聯接在一起或熔融以產生光學設備的至少一部分。

這種技術的主要優點是產生幾乎任何形狀或幾何特征的能力。有利地，在形狀確定步驟過程中，使用這種增材制造方法提供了大得多的自由。

增材制造技術是一組制造具有高靈活性和響應性的個體化產品的特別吸引人的技術。增材制造技術在本發明中被視為生產眼鏡片。

在本發明的參考范圍內，當通過眼鏡片觀察圖像在無顯著對比度損失的情況下被感知時，即當通過眼鏡片形成圖像在不會不利地影響所述圖像的質量的情況下獲得時，所述眼鏡片被理解為是透明的。術語“透明的”的這一定義可以在本發明的參考范圍內應用于本說明書中如此限定的所有物體。

本質上，并且直接與組裝離散體積元素(體素)的原理有關，增材制造技術呈現了在管理最終產品的本體均勻性上的困難。這在人們考慮制造眼鏡片時是特別有問題的。由于所考慮體素的典型尺寸，對于該體積元素的一個維度典型地在0.1至500μm的范圍內，由增材制造方法產生的眼鏡片傾向于表現出在某個范圍上的折射率變化，該變化可能與光學畸變結合產生散射(換句話說霧度或漫射)和/或衍射。因此對于眼科制造方法的一個關鍵問題是減少或消除此類體素方法的視覺沖擊。換句話說，要求眼科應用能夠生產以其最終狀態具有足夠均勻性的聚合物鏡片本體，以便不改變光線的傳播并且因此使可能引起不利的對比度損失的散射和/或衍射現象最小化。如果體素由光學吸收材料制成，減少增材制造技術固有的“逐個體素”構造邏輯的不利光學效應的這個要求也適用，從而生產例如一種例如用于太陽鏡應用的著色的最終鏡片。

此外，在增材制造技術中的體素的物理構造經典地使用物理手段，這些物理手段引起沿著制造過程體素的幾何結構變化。那些物理手段可以是光引發的聚合和/或熱管理，這典型地產生在個別體素的規模上的尺寸變化，如收縮，并且還產生在由該增材制造方法所生產的物體的規模上的宏觀應力累積，這進而可以引起最終產品的所希望的幾何結構的改變。

就光學應用而言，在該制造工藝的過程中或者由在個別體素的規模上的尺寸變化產生的或者由與體素組裝有關的集體效應如應力積累產生的這些以上描述的尺寸變化直接影響最終物體的光學特征以及其以受控制的并且確定性的方式在透射通過鏡片的光束的整個截面上修改光學波前傳播的能力。對于眼鏡片，此類尺寸變化改變了與所述眼鏡片相關的最終處方并且這對于具體的佩帶者應該是個性化的。