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3D打印镜架实现匹配瞳孔正在改变眼镜制造

文章来源:网络人气:90发表时间:2018-06-25 09:30:28

  不良用眼习惯、遗传等因素使导致了很多人需要佩戴眼镜,眼镜也因此成为人们非常熟悉的商品,生活社区、购物中心总少不了眼镜店的身影。购买眼镜时需要挑选镜框,并通过验光来决定佩戴哪种镜片,相信配眼镜的流程对于戴眼镜的人来说再熟悉不过了。虽然配眼镜的过程是个细致周到的个性化服务过程,但并非总能带来理想的结果,眼镜框尺寸不合适,镜片佩戴后感觉不舒适,甚至是佩戴后视力非但没有得到矫正,反而继续下降……这些仍是困扰眼镜一族的常见问题。

  究竟是哪里出现问题了呢?除了镜架、镜片本身可能存在的质量问题以及验光师可能不专业的问题,更可能的原因是目前市场上销售的镜架、镜片几乎都不是个性化定制的产品,因此人们选择一副既喜欢又能照顾到自己的瞳孔特点,且度数准确的眼镜就难上加难了。

  缺乏精准定制化生产的眼镜产品是存在于眼镜市场上的痛点。那么,这些痛点能够得到解决吗?市场上少量眼镜制造商和掌握3D打印技术的企业已开始尝试用3D打印为眼镜消费者提供高度定制化的产品,包括定制化的3D打印镜架与光学镜片。他们是如何利用3D打印技术来解决痛点的呢?3D打印眼镜制造技术与传统眼镜制造技术相比除了实现定制化还有哪些优点呢?本期,3D科学谷分别从镜架定制和镜片定制这两个不同却相关的话题谈起。

3D打印镜架实现匹配瞳孔正在改变眼镜制造

  交互式的镜架定制

  眼镜首先是一种视力矫正工具,所以镜架好不好看固然很重要,但是镜架适不适合更加重要。决定镜架是否合适的因素主要包括两类,一类是镜架的尺寸;一类是选择镜架时是否充分考虑了验光参数。镜架尺寸包括:镜脚开放尺寸、镜脚脚尾尺寸、镜脚打弯处尺寸、倾角的度数、鼻托的贴合度、瞳高位置等。镜架与验光参数相匹配里面需要注意的专业问题很多,在此,我们仅以如何根据佩戴者瞳距来选择镜架为例进行说明。配眼镜时,使瞳距等同于光心距离是一个基本的原则,这就要求在选择镜架时,需要选择与佩戴者瞳距相匹配的产品,比如说,某佩戴者的瞳距为60mm,而他/她所喜欢的一款镜架适合的瞳距范围为62mm-72mm,那么这位佩戴者就不宜选择这款镜架。

  可见,在众多的标准镜架中选择一款既心宜又合适的镜架不是一件容易的事情,很多情况下,佩戴者需要牺牲对款式的追求,优先考虑镜架对于镜片光学性能的影响。显然,根据佩戴者瞳孔位置、面部尺寸、验光参数及其对于镜架款式的要求定制化设计、生产一款镜架是更好的方式。不过,提供镜架定制化服务是一个系统的工程,无论是设计、生产方式还是商业模式都需要转型。

  日本眼镜制造商HOYA在定制化镜架制造领域进行了尝试,根据3D科学谷的市场观察,HOYA于2016年与3D打印软件、服务企业Materialise公司合作,推出了Yuniku3D定制眼镜系统。

  Yuniku3D定制眼镜系统旨在解决两个难点:
  找到瞳孔位置

  首先是镜架的定制化设计。通过系统中的3D扫描技术,对客户的面部轮廓进行高分辨率扫描,并基于这些基本数据设计进行镜架设计,在设计时首先是对镜片视觉性能进行优化,软件使用消费者面部和视觉资料来决定最符合佩戴者实际情况的镜片位置,然后根据镜片位置来设计镜架。

  系统与Materialise的软件进行对接,根据佩戴者独特的面部特征定制镜框,镜框的、颜色以及细节均可以调节,从而求满足消费者的个性化需求。此外,系统还能够生成消费者佩戴新镜框的虚拟图片。由此,可以设计出一款与佩戴者面部尺寸匹配,瞳距与镜架、镜片光心位置精确匹配的镜架。

  个性化生产的规模化管理

  Yuniku3D定制眼镜系统解决的另外一个难点是镜架个性化生产的规模化管理。试想一下,作为眼镜制造商,如果要生产上千幅眼镜,每幅眼镜对应的都是不同消费者的需求,怎么才能够快速便捷的管理这些数据,而不会出现张冠李戴的情况呢?

  Materialise的流程软件正是解决这些问题的关键,该软件帮助镜架制造商通过数据流来跟踪每个定制化的产品。Yuniku3D定制眼镜系统直接连接至Materialise经认证的3D打印工厂,完成镜架定制化生产。

  大多数人可能不了解为什么我们去眼镜店购买眼镜的时候价格普遍比较昂贵,这其中有一个隐晦的原因是眼镜店铺货与仓储的资金成本,以及只能卖掉部分眼镜所带来的浪费成本。根据3D科学谷的了解,由于款式、颜色、材质或其他原因没有被消费者选中,通常大量的眼镜库存是被浪费掉的,卖不掉的眼镜成本只能通过提高眼镜售价的方式“摊销”。

  对于眼镜商而言,Yuniku为消费者提供了更为高效的互动和服务,改变了传统的先批量生产,大量库存,以及无法卖掉所造成的浪费;3D打印定制技术的使用也为眼镜行业带来了新的分销途径,并有助于消除眼镜行业常见的库存风险。对于终端消费者而言,Yuniku系统的使用意味着他们可以获得真正符合个人独特视觉、舒适度以及审美需求的定制化眼镜产品。

  更低成本的定制化自由曲面镜片

  市场上销售的镜架多为批量生产的产品,相信这不难理解。但若说镜片不是定制化的产品或许很多人就存在质疑了,镜片不是根据验光结果来选择的吗,难道这还不是定制化的产品吗?

  实际上,眼镜佩戴者大多数没有完全根据自己的需要和参数去定制镜片,所配镜通常只能是基于标准处方。北京同仁医院眼科的专家曾表示,目前市场上出售的镜片是在工厂大批量铸模制造的半加工毛坯车房片上制成的,定制化的复杂镜片,如自由曲面镜片,虽然通过现有技术可以制造,但是价格非常高。参考阅读:满足复杂精密器件定制化制造需求的微纳3D打印技术

  也就是说,虽然定制化自由曲面镜片有望让眼镜佩戴者免受传统大批量制造的眼镜做出的光学妥协,但价格也足以让多数人望而却步。换句话说,目前大多数的患者无法获得理想的视力矫正,视力也就越来越糟。

  树脂3D打印技术则有望改变这一现状。根据3D科学谷的市场研究,有两家树脂3D打印企业进入了镜片制造领域,包括:中国的摩方材料和荷兰企业Luxexcel。

  摩方材料与同仁医院眼科建立了合作关系,双方利用微纳3D打印技术生产低成本、定制化的自由曲面镜片,以满足每位患者的处方需要。目前他们已经设计和制造了一款复杂定制化镜片,具有以下设计特征:

  -环曲面设计矫正散光,降低像散;

  -非球面设计矫正近视,降低镜片边缘厚度;

  -周边离焦设计控制儿童近视进展。

  此类自由曲面镜片用传统工艺很难实现、造价不菲,根据3D科学谷的了解,摩方科技的微纳3D打印技术制造这类镜片的成本则与普通镜片差不多。

  摩方材料与Luxexcel在3D打印技术的基础上各自形成了自身的光学镜片制造技术,如摩方材料提出“五度间隔、两度公差”的精准验光理念,将先进视光功能镜片设计与微纳米高精密3D打印技术相结合,为自由曲面镜片的加工方式增加更多可能性;根据3D科学谷的市场观察,Luxexcel拥有专利的Printoptical技术,原理是“连续不断地挤出极微小的材料液滴,然后通过紫外光固化”,据称造出的光学产品无需抛光或研磨就能直接使用,Luxexcel+1.00and-3.25-镜片完全达到了ISO8980-1:2004焦点功率标准的要求。

  虽然目前基于3D打印技术的眼镜定制服务或受到价格、眼镜商转型意识等原因的限制而尚未在市场上得到广泛推广,但不可否认是,基于3D打印技术的眼镜定制模式极具成长空间。3D打印技术以及相关数字化设计技术为用户带来的前所未有的交互式配镜体验,以及这些技术在实现眼镜镜架、镜片精准定制方面的能力,有望全面解决消费者尚未被满足的眼镜定制化需求。

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