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L'univers de ZEISS: Verres de lunettes, traitements et instruments de diagnostic ZEISS


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Comment un verre est-il produit ?

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Il existe deux matériaux de base différents et deux techniques de production différentes. Les verres de précision individualisés, aussi appelés verres de prescription (Rx), sont désormais réalisés à l'aide de la technologie ZEISS freeform, qu'ils soient constitués à base d'un matériau organique ou minéral. Les verres de stocks ou verres préfinis sont normalement produits à l'aide d'un procédé de moulage.

Pour proposer des solutions simples à un prix abordable, l'opticien a l'habitude de choisir des verres préfinis donnant ainsi des verres unifocaux ou de lecture. Les puissances optiques de ces verres de stocks ne sont pas adaptées à chaque porteur, mais elles correspondent à leur défaut visuel. Les verres individualisés sont fabriqués sur prescription. Cela suppose que l'opticien mesure le profil personnel du porteur servant ensuite de référence à la production des verres de prescription. Ces différences expliquent les disparités en termes de délais de livraison mais aussi de tarif. Tout commence par une visite chez l'ophtalmologiste, durant laquelle la prescription requise par le porteur et son profil visuel personnel sont déterminés. Ce processus est connu sous le nom de réfraction. Mais que se passe-t-il après ? Comment un verre moderne, individualisé est-il produit ?

  Matériau organique
Matériau minéral
Verres ophtalmiques

Verres unifocaux, multifocaux, progressifs, à usage spécial

Verres solaires

Verres unifocaux, multifocaux, progressifs, à usage spécial

Verres solaires

Indice de réfraction 1.5 - 1.74 1.5 - 1.92
Verres individualisés (production sur prescription) Technologie de surfaçage « freeform »

Technologie de surfaçage « freeform »

Meulage et polissage

Verres de stocks Procédé de moulage
Procédé de moulage et meulage
Traitements

Vernis durcisseur, traitement antireflet, Clean Coat et autres traitements

Coloration, teintes dégradées et coloration par un procédé de trempage : toutes les couleurs étant réalisables

Traitement antireflet, Clean Coat et autres traitements

Coloration, teintes dégradées et coloration au moyen du procédé de dépôt par évaporation sous vide : choix limité de colorations


La production de verres d’ordonnance en dix étapes

1// Préparation de la commande

Préparation de la commande

Après que le professionnel de la vue a transmis la commande individuelle à ZEISS, le processus de préparation de la commande commence : chaque verre est d'abord calculé individuellement et les données nécessaires à la production sont générées. Les données sont enregistrées sur une puce intégrée à la péniche (désignant le plateau de transport). Les deux verres semi-finis pour l'œil droit et pour l'œil gauche sont retirés automatiquement des stocks et placés dans la péniche. Le cheminement débute alors : des tapis de convoyage déplacent la péniche d'un poste de production à l'autre.

2// Glantage

Glantage

Le glantage sert à garantir que le verre est maintenu en toute sécurité et dans la position correcte sur les machines d'usinage. Avant que la face avant déjà réalisée du verre semi-fini ne soit posée sur le support de glantage (ou glant), un vernis de protection y est appliqué. Le matériau utilisé pour faire adhérer le verre au support de glantage est un alliage métallique à basse température de fusion. Le verre semi-fini est donc « soudé » dans la position requise pour effectuer l'opération d'usinage ultérieure (façonnage, polissage et gravure).

3// Ébauchage

Ébauchage

Dans la technologie de surfaçage ZEISS freeform, la face avant du verre semi-fini est déjà achevée et elle présente une puissance optique. L'adaptation de la conception du verre aux besoins de chaque porteur individuel est réalisée sur la face arrière afin de procurer une vision optimale au porteur. Ce façonnage est effectué au cours d'un processus d'ébauchage automatisé sur une machine à commande numérique par calculateur (CNC) à 5 axes. La forme et la puissance optique sont générées en l'espace de 90 secondes environ. Les données nécessaires à l'opération de façonnage sont reçues d'un serveur central. Le processus de façonnage (ou mise en forme finale) inclut une réduction de diamètre, le biseautage à l'aide d'une technique d'ébauchage et de doucissage avec un diamant naturel. La rugosité de surface minimale résultant de l'opération de doucissage permet un polissage direct sans altérer la forme ou les rayons de courbure du verre.

4// Polissage et gravure

Polissage et gravure

Au cours du processus de polissage « doux » mis au point par ZEISS, la surface est polie en un temps compris entre 60 et 90 secondes, de manière à ne laisser aucune trace. La surface obtenue précédemment par le procédé « freeform » reste intacte, une caractéristique de la qualité ZEISS. Pour permettre à chaque professionnel de la vue et à chaque porteur de reconnaître qu'ils reçoivent un authentique verre ZEISS, un laser est utilisé pour graver le sigle « Z » à la surface du verre. Les initiales du porteur peuvent être également gravées sur demande.

5// Déglantage et nettoyage

Déglantage et nettoyage

Le matériau de glantage est fondu dans de l'eau chaude, ce qui permet d'enlever délicatement le verre de l'outil. L'alliage métallique est complètement recyclé.
Le processus de nettoyage est accompli en plusieurs étapes dans une unité de lavage à brosses comme sur une station de lavage automobile. Il est fait usage de produits de nettoyage variés et d'une eau de grande pureté. Finalement, les verres sont séchés avec un appareil semblable à un sèche-cheveux.


6// Coloration

Coloration

Que des teintes unies, dégradées, personnalisées ou prescrites à des fins médicales soient requises, les verres organiques peuvent être réalisés dans n'importe quelle couleur. Les colorants employés sont ceux servant aux textiles. Les colorants pénètrent en profondeur dans la surface du matériau organique lors du procédé de trempage. Les teintes sont appliquées par couches composées d'oxydes métalliques sur les verres minéraux, ce qui limite donc le choix de couleurs.

7// Traitement

Traitement

Un vernis durcisseur est appliqué sur le verre pour le rendre résistant aux rayures par un procédé de trempage. Des vernis spécialement adaptés sont employés pour les divers matériaux organiques possédant différents indices de réfraction. Le traitement protecteur durci présente une épaisseur d'environ deux microns. Après un nettoyage à ultrasons, les traitements antireflets sont appliqués dans un procédé de dépôt par évaporation sous vide. Les verres individuels sont disposés dans des casiers spéciaux, appelés calottes. Un traitement moderne peut comporter jusqu'à 9 couches individuelles, l'empilement total ayant une épaisseur approximative de 400 nanomètres. La dernière couche rend la surface du verre extrêmement lisse mais aussi résistante à la poussière et hydrophobe (en vertu de l'« effet lotus »). Cette couche n'est épaisse que d'environ 10 nanomètres, ce qui équivaut à la hauteur de croissance d'un brin d'herbe en 10 secondes !

8// Assurance qualité

Assurance qualité

Chaque verre est examiné minutieusement avant la livraison. Le contrôle qualité inclut une inspection visuelle portant sur l'absence de poussière, d'altérations et la couleur adéquate du reflet résiduel. Des machines servent à vérifier que chaque verre individuel remplit les spécifications : puissance réfractive, axe, cylindre, épaisseur, conception, diamètre, etc. Pour que l'estampillage soit correctement positionné, le verre est aligné à l'aide de la microgravure du « Z » et de la mesure des puissances dioptriques, effectuée en lumière transmise avec un frontofocomètre électronique. Cette opération s'avère importante pour que le professionnel de la vue puisse insérer correctement le verre dans la monture.

9// Expédition

Expédition

Impression du bon de livraison, affectation des verres au bon de livraison, emballage automatisé, insertion de la carte de garantie …. Les opérations d'emballage et d'expédition sont dirigées au moyen d'un code-barres. L'assignation automatisée des commandes dans les boîtes en vue du ramassage par un transporteur constitue le dernier processus à exécuter chez ZEISS Vision Care. Les verres finis sont expédiés via un service de livraison express, par route ou par voie aérienne.

10// Montage des verres

Montage des verres

Effectué par le professionnel de la vue, le montage est le terme employé pour décrire l'insertion des verres dans la monture. Une précision au micron près est également requise en l'occurrence, vu que des verres mal centrés altèrent la qualité visuelle et peuvent même induire des aberrations visibles. Les lunettes ne rempliraient pas alors leur rôle à 100%.


Verres de stocks et verres semi-finis

Verre semi-fini

Verre semi-fini

Le point de départ de la production par surfaçage freeform est un verre semi-fini, aussi nommé palet en raison de sa ressemblance avec un palet de hockey sur glace. Ces palets sont produits par un procédé de moulage qui est aussi utilisé pour fabriquer des verres de stocks. Les verres semi-finis sont réalisés au cours d'un procédé de moulage. Des monomères liquides y sont d'abord versés dans des moules. Divers composants sont ajoutés aux monomères tels que des initiateurs et des absorbeurs d'UV. L'initiateur déclenche une réaction chimique entraînant le durcissement ou la « cuisson » du verre, tandis que l'absorbeur d'UV accroît l'absorption des UV par les verres et il empêche le jaunissement.

Moules

Moules

Moules

Des moules sont indispensables au procédé de moulage. Les moules présentent la forme négative de la surface résultant du verre organique. Les deux moules sont maintenus ensemble par un joint d'étanchéité circulaire. Ce joint assure le respect d'une distance définie entre les deux moules. Le monomère liquide est versé dans les moules où il durcit pour former un polymère, c'est-à-dire le verre organique.

Verres semi-finis

Verres semi-finis

Des verres dotés de puissances dioptriques différentes peuvent être fabriqués à partir d'un seul verre semi-fini. La courbure des faces avant et arrière indique si le verre va avoir une puissance positive ou négative.

Polymérisation

Polymérisation

Il est crucial de surveiller la température avec précision pour parvenir à une polymérisation de haute qualité.

Une fois remplis, les moules sont soumis à un processus thermique durant de nombreuses heures. En d'autres termes, les verres semi-finis sont « cuits ». L'apport de chaleur active l'initiateur et il déclenche une réaction chimique (polymérisation) provoquant le durcissement ou la « cuisson » du matériau à mesure que la chaleur est dégagée (réaction exothermique). Les matériaux de départ se lient en l'occurrence pour former de longues chaînes moléculaires. Un catalyseur exerce la même fonction que celle de la levure chimique.

Selon l'indice de réfraction sollicité, les matériaux de départ et les réactions chimiques impliqués divergent. Alors qu'un seul monomère de départ est utilisé pour un verre organique CR 39, deux monomères sont nécessaires pour élaborer des verres dont l'indice varie de 1,6 à 1,74. Ces deux monomères s'associent dans une réaction chimique, appelée polymérisation. Le processus de production applicable aux matériaux à fort indice est nettement plus long et il peut durer 48 heures.

Bain

Bain

Verre organique, observé à travers un tensiomètre

Durant le processus de durcissement, le volume de matériau entre les moules diminue. Ce retrait peut atteindre 14% sur des verres organiques d'un indice de 1,5, tandis qu'il avoisine 9% pour un indice de réfraction de 1,67. Les joints d'étanchéité extensibles doivent s'adapter à ce retrait et ils ne peuvent plus être réutilisés après un processus de production. Pour des raisons environnementales, les joints sont constitués d'un matériau recyclable.
Après la polymérisation, le joint d'étanchéité est enlevé et le verre organique est décollé des moules. Un procédé de traitement thermique, appelé trempe ou bain, réduit les tensions à l'intérieur du verre.
Après une inspection et un nettoyage minutieux, les moules sont réutilisables. Selon la méthode de production employée, il est possible de réutiliser un moule plus de 100 fois.

Verres de stocks

Verres de stocks

Des verres de stocks organiques (ici constitués de CR39 avec des puissances négatives), prêts à être montés

Les verres de stocks ont été ainsi nommés, parce qu'ils ne sont pas fabriqués sur ordonnance mais gérés en stocks jusqu'à ce qu'une commande appropriée soit reçue d'un professionnel de la vue. Ces verres peuvent être produits à l'aide de la technique du moulage. Cette méthode est foncièrement similaire à celle mise en œuvre pour élaborer des verres semi-finis. Après que les palets ou « semi-finis » ont été cuits, ils sont pourvus d'un vernis protecteur durcissant et d'un traitement.

Verres minéraux

Verres minéraux

Les matériaux de départ constituant la masse fondue de verre de haute qualité

La fabrication des verres minéraux s'apparente à celle des verres organiques. Il est possible en l'occurrence d'exploiter de nouveau la technologie de surfaçage « freeform » pour produire des verres individualisés ou des verres de stocks par le procédé de moulage. La technique usuelle d'ébauchage et de polissage des verres semi-finis est encore utilisée dans certains cas. La masse fondue de verre liquide et brûlante est utilisée pour produire un palet dont la face avant est ensuite usinée. La face avant est d'abord ébauchée pour lui donner exactement la forme définie à l'aide d'une meule diamantée. Un outil de doucissage sert ensuite à affiner la surface par rodage. Elle est alors aussi douce et lisse que de la soie. Le polissage du verre permet d'en rendre la surface transparente. Seulement alors, le verre ophtalmique exerce efficacement sa fonction optique. La face arrière des verres d’ordonnance (face d’ordonnance) n'est pas finie avant que la commande du verre ne soit reçue. La face arrière est également ébauchée, doucie et polie. La face avant est alors protégée contre tout dommage par une couche de vernis. Le verre en résultant présente la puissance dioptrique requise et il peut être ensuite pourvu d'un traitement antireflet ou amélioré autrement.

 

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