CN111201128A - 用于制造眼科镜片的方法、支撑件和制造系统 - Google Patents

Abstract

一种用于使用增材制造技术来制造眼科镜片(25)的方法，所述眼科镜片具有至少一个有用光学表面(33)和至少部分围绕所述有用光学表面(33)的周边区域(31)，所述方法包括以下步骤：‑提供支撑件(5)，‑制造所述眼科镜片的一部分，所述部分包括所述周边区域(31)的一部分，并且通过所述周边区域(31)的所述部分与所述支撑件(5)接触，使得所述支撑件(5)支承正制造的所述眼科镜片的部分，同时所述有用光学表面(31)与所述支撑件(5)没有任何接触。还描述了一种被设计为支承眼科镜片(25)的支撑件(5)以及一种制造系统。

Description

用于制造眼科镜片的方法、支撑件和制造系统

技术领域

本发明涉及眼科镜片的制造。

更确切地，本发明涉及一种用于制造眼科镜片的方法、一种被设计为支撑所制造的眼科镜片的支撑件以及一种制造系统。

背景技术

使用增材制造技术来制造眼科镜片是令人感兴趣的，因为所获得的眼科镜片被直接成形为配合要支承眼科镜片的镜架和/或所获得的眼科镜片符合配戴者的光学处方。

需要精确地进行增材制造过程；特别是需要将新层非常准确地定位在已经聚合的层上，以正确地制造眼科镜片。在整个增材制造过程中，这种精细的过程使得在保持眼科镜片的支撑件上制造眼科镜片。

文件WO 2015092017描述了一种通过叠加不同材料的层来打印三维结构(比如眼科镜片)的方法。整个打印结构位于支撑件上，并且在所述过程中可能去除一些层，以获得最终的三维结构。

最终的三维结构尚未准备好使用，因为有用的表面由于与支撑层和其他层的接触而存在一些光学缺陷。因此，需要对最终结构进行一些繁重的后加工步骤，比如抛光。

发明内容

在本文中，本发明提供了一种用于使用增材制造技术来制造眼科镜片的方法，以便直接获得准备使用的眼科镜片，而无需任何后加工处理。

本发明涉及一种用于使用增材制造技术来制造眼科镜片的方法，所述眼科镜片具有至少一个有用光学表面和至少部分围绕所述有用光学表面的周边区域，所述方法包括以下步骤：

-提供支撑件，

-制造所述眼科镜片的一部分，所述部分包括所述周边区域的一部分，并且通过所述周边区域的所述部分与所述支撑件接触，使得所述支撑件支承正制造的所述眼科镜片的部分，同时所述有用光学表面与所述支撑件没有任何接触。

由于本发明，正制造的眼科镜片通过支撑件接触周边区域来支承。这个周边区域对应于没有用的光学部分，并且眼科镜片的有用光学表面与支撑件没有任何接触地被制造。因此，这个光学表面被制造成具有正确的光学特性并且没有任何光学缺陷。因此，为改变眼科镜片的光学表面而所需的后加工处理是不需要的，并且眼科镜片可以直接被用于镜架中。然而，这并不排除在眼科镜片上添加任何类型涂层的可能性。

本发明的其他有利特征是以下特征：

-所述支撑件的形状与所述眼科镜片的周边区域的部分互补；

-所述支撑件支撑所述眼科镜片的所述部分；

-所述眼科镜片的所述部分位于所述支撑件的支承表面上，所述竖直线穿过所述眼科镜片的所述部分的重心与所述支撑件的所述支承表面相交；

-在所述制造所述眼科镜片的步骤之前布置所述支撑件的几何或取向，以便防止所述眼科镜片的所述部分在制造时塌陷或变形；

-在制造所述眼科镜片的步骤中，所述支撑件的取向连续变化，以便防止所述眼科镜片的所述部分在制造时塌陷或变形；

-所述支撑件维持住所述眼科镜片的所述部分；

-所述眼科镜片进一步包括在所述眼科镜片的所述部分与所述支撑件之间的不连续的连接部分；

-从所述制造中直接获得的眼科镜片包括两个相反的面和在所述两个面之间延伸的边缘，所述周边区域包括所述两个面中的至少一个的一部分；

-所述眼科镜片被配置为安装在镜架的镜圈中，所述镜圈具有内面，其中，从所述制造中直接获得的所述眼科镜片包括两个相反的面以及在所述两个面之间延伸的边缘，所述边缘基本上匹配所述镜圈的内面。

本发明还提供一种被设计为支承通过增材制造技术制造的眼科镜片的一部分的支撑件，所述眼科镜片具有至少一个有用光学表面和至少部分围绕所述有用光学表面的周边区域，所述支撑件被配置为使得当所述支撑件通过所述周边区域的一部分支承正制造的所述眼科镜片的部分时，所述有用光学表面与所述支撑件没有任何接触。

所述支撑件的形状和尺寸由要制造的所述眼科镜片的有用光学表面的特征确定。使用所述增材制造技术来制造所述支撑件。

本发明还描述了一种制造系统，所述制造系统包括：

-被设计为支承通过增材制造技术正制造的眼科镜片的部分的支撑件，所述眼科镜片具有至少一个有用光学表面和至少部分围绕所述有用光学表面的周边区域；以及

-适合于使用所述增材制造技术来制造所述眼科镜片的所述部分的装置，

其中，所述支撑件与正制造的所述眼科镜片的部分的周边区域的一部分接触，同时所述有用光学表面与所述支撑件没有任何接触。

附图说明

结合通过非限制性示例方式给出的附图给出的以下说明将允许理解组成本发明的内容及如何才能实施本发明。

在附图中：

-图1示出了适于制造根据本发明的眼科镜片的示例性制造系统；

-图2a、图2b、图2c和图2d示意性地示出了根据本发明的第一示例性实施例的处于不同制造阶段的凹眼科镜片；

-图3示意性地示出了根据本发明的第一示例性实施例的在支撑件上的凹眼科镜片的前视图；

-图4示意性地示出了根据本发明的第二示例性实施例的在支撑件上的凸眼科镜片的前视图；

-图5示意性地示出了根据本发明的第二示例性实施例的在支撑件上的凸眼科镜片的侧视图；

-图6示意性地示出了根据本发明的第四示例性实施例的在支撑件上的多个凹眼科镜片的前视图；

-图7示意性地示出了根据本发明的第三示例性实施例的在支撑件上的凸眼科镜片的侧视图；

-图8示意性地示出了根据本发明的第五示例性实施例的在支撑件上的凹眼科镜片的主视图；以及

-图9a和图9b示意性地示出了根据本发明的第六实施例的处于两个不同制造阶段的多个眼科镜片的前视图。

具体实施方式

图1示出了适于制造眼科镜片的制造系统1。

制造系统1包括装置3和支撑件5。装置3适用于使用增材制造技术来制造眼科镜片的部分7。表述“增材制造技术”是指通过并置体积元素或体素来制造实物的过程。在本发明的情况下，因此逐层地、逐体积元素地制造眼科镜片的部分7。实际上，增材制造技术可以是立体光刻(SLA)或聚合物喷射或连续液体界面生产(CLIP)技术。

装置3包括控制单元(图1中未示出)。这个控制单元包括微处理器和存储器。存储器存储指令，当微处理器执行这些指令时，所述指令允许制造系统1实现如下所述的用于制造眼科镜片的方法。

眼科镜片的部分7包括至少一个有用光学表面和至少部分地围绕所述有用的光学表面的周边区域。眼科镜片的部分7包括两个相反的面以及在这两个面之间延伸的边缘。眼科镜片的部分7的周边区域包括边缘的至少一部分和两个面中的至少一个的一部分。周边区域是没有用的光学部分。表述“有用光学表面”应理解为是指适于改变穿过所述眼科镜片的光束的传播和透射的眼科镜片的表面。因此，有用光学表面是眼科镜片的适于配戴者的光学处方的部分。换句话说，有用光学表面是眼科镜片的如下部分：当配戴者配戴眼科镜片时，所述部分可以与配戴者的视线方向相交。

装置3中所包括的存储器还存储用于定义要制造的眼科镜片的元素，尤其是定义有用光学表面的特征。

图1所示的支撑件5被设计为支撑正制造的眼科镜片的部分7。词“支承”被理解为是指借助于支撑件5将眼科镜片的部分7保持在特定位置。词“支承”绝不旨在将眼科镜片的部分7与支撑件5之间的接触区域限制为从眼科镜片的所述部分7的底部的接触。因此，支撑件5可以从所述部分7的顶部来支承眼科镜片的部分7，如下面进一步所述的。

在这里所述的这些示例中，支撑件5通过增材制造技术被制造。支撑件5被配置为和被确定尺寸为，使得当支撑件支承正制造的眼科镜片的部分7时，有用光学表面与所述支撑件5没有任何接触。

考虑到正制造的眼科镜片的有用光学表面的特征来确定支撑件5的形状和尺寸。这些特征包括所制造的眼科镜片的形状(凹或凸)和/或光学处方和/或将要安装眼科镜片的镜架的形状和尺寸。

图1所示且先前所述的制造系统1适于执行用于使用增材制造技术来制造眼科镜片的方法。

这种方法包括提供如前所述的支撑件5的步骤(例如，通过由增材制造来生产支撑件5)。所述方法还包括使用增材制造技术来制造眼科镜片的部分7的步骤。在制造步骤期间，眼科镜片的部分7的周边区域的一部分与支撑件5接触，使得支撑件5支承正制造的眼科镜片的部分7。在制造步骤期间，有用光学表面与支撑件5没有任何接触。

图2a、图2b和图2c示意性地示出了根据刚刚提到的制造方法的第一示例性实施例的处于不同制造阶段的凹眼科镜片。这个第一实施例对应于从眼科镜片的底部到顶部的眼科镜片的制造。

图2a表示了在制造步骤的第一阶段通过增材制造技术在支撑件5上制造的眼科镜片的第一部分21。图2b示出了在制造步骤的第二阶段制造的眼科镜片的第二部分23。通过在第一部分21上通过增材制造添加层，从第一部分21获得第二部分23。图2c示出了通过在第二部分23上添加层而获得的最终的凹眼科镜片25。

在图2a、图2b和图2c中表示了所制造的眼科镜片的当前部分(即，第一部分21、第二部分23或第三部分25)的重心G。在图2a、图2b和图2c中还标识了穿过所述当前部分(即，第一部分21、第二部分23或第三部分25)的重心G的竖直线L。

如图2a、图2b和图2c所示，支撑件5支承眼科镜片的相关部分(即第一部分21、第二部分23或第三部分25)。因此，眼科镜片的所述相关部分(即，第一部分21、第二部分23或第三部分25)位于支撑件5的支承表面上。支承表面被定义为在眼科镜片的相关部分(即，第一部分21、第二部分23或第三部分25)与支撑件5之间的接触表面。穿过重心G的竖直线L与所述支承表面相交。

根据要制造的眼科镜片来布置支撑件5。作为示例，取决于要制造的眼科镜片的预定几何，在制造步骤之前布置支撑件5。因此，支撑件5在形状和取向上被布置为防止眼科镜片的相关部分(即，第一部分21、第二部分23或第三部分25)在制造时塌陷或变形。

在刚刚描述的示例中，支撑件在制造过程期间处于固定位置。根据可能的变化，可以将支撑件5倾斜一个倾斜角α。图2d示意性地示出了第二制造阶段，针对该第二制造阶段，已经将支撑件倾斜以防止最终的凹眼科镜片塌陷。第二部分23与剩余部分24一起表示，以进行制造以获得最终的凹眼科镜片25。

根据眼科镜片的预定几何确定倾斜角α。在图2d中还标识了眼科镜片的部分23的重心G和穿过所述部分7的重心G的竖直线L。倾斜角α被定义为在穿过眼科镜片的部分23的重心G的竖直线L与垂直于由支承表面所定义的平面的方向之间的角度。所述倾斜角α在所述制造步骤期间可以是固定的。所述倾斜角α对应于防止眼科镜片的相关部分(即，第一部分21、第二部分23或第三部分25)在制造时塌陷或变形的最佳角度。作为示例，在图2a、图2b和图2c中，倾斜角α基本上是0°。

替代地，在制造步骤期间，支撑件5的形状和取向连续变化。作为示例，在制造步骤期间连续改变倾斜角α，以便防止眼科镜片的部分在制造的各个阶段塌陷或变形。

作为另一替代方案，在制造眼科镜片的所述部分7时，支撑件5位于树脂浴中，以便减小重力的影响。例如，当眼科镜片的部分7通过硬化树脂形成时可能是这种情况。因此，眼科镜片的部分7被插入所述树脂浴中。树脂层在树脂浴的上表面中聚合。向下移动支撑件5以聚合另一层，以此类推，直到完全形成眼科镜片。

图3示出了根据这个第一示例性实施例的在支撑件上的凹眼科镜片的前视图。最终的凹眼科镜片25包括周边区域31和有用的光学表面33。周边区域31围绕有用光学表面33。周边区域31被认为是没有用的光学表面。支撑件5接触周边区域31来支撑最终凹眼科镜片25。

作为示例，眼科镜片的部分7可以经由可能由增材制造制成的易碎部分(图3中未示出)来接触支撑件5。易碎部分将眼科镜片的部分7紧固到支撑件5上，并易于稍后将眼科镜片与支撑件5分离。

图4示意性地示出了根据所提出的制造方法的第二示例性实施例的在支撑件上的凸眼科镜片的前视图。

如图4所示，最终的凸眼科镜片45包括周边区域31和有用光学表面33。如先前针对凹眼科镜片所述的，支撑件5接触周边区域31从而支撑最终的凸眼科镜片45。然而，在这种情况下，支撑件5紧密地配合眼科镜片的周边区域31上。支撑件5具有与周边区域31的部分互补的形状。

图5示意性地示出了根据第二示例性实施例的在支撑件上的最终凸眼科镜片的侧视图。如图5所示，通过将其自身嵌入支撑件5中，最终的凸眼科镜片被支撑件5支撑。支撑件5仅经由周边区域31接触最终的凸眼科镜片。有用光学表面33与支撑件5没有任何接触。

替代地，眼科镜片的部分7与支撑件5之间经由周边区域31的接触是不连续的。眼科镜片进一步包括眼科镜片的所述部分7与所述支撑件5之间的不连续的连接部分。这种连续的连接适于容易地从支撑件上移除所制造的眼科镜片。

图7示意性地示出了根据本发明的第三示例性实施例的在支撑件上的凸眼科镜片的侧视图。根据这个实施例，由于格子式框架60而实现了所制造的眼科镜片的稳定性，如图7所示。格子式框架60通过固定在周边区域31上而保持正制造的眼科镜片的部分7。有用光学表面33与格子式框架60没有任何接触。格子式框架60适于防止眼科镜片的部分7在制造时塌陷或变形。

在图7中标识了眼科镜片的部分7的重心G。还标识了穿过所述部分7的重心G的竖直线L。竖直线L与所述支承表面相交，以便防止眼科镜片的部分7在制造时塌陷或变形。

在本示例中，支撑件5适于在制造时支撑多个眼科镜片。仅一个支撑件5支撑多个眼科镜片。替代地，支撑件5可以由几个单独的支撑件的组件形成，多个眼科镜片的每个部分7由其自己的单独的支撑件支撑。

图6示意性地示出了根据本发明的第四示例性实施例的支撑在支撑件5上的多个凹眼科镜片的前视图。眼科镜片的多个部分7包括周边区域31和有用光学表面33。支撑件5仅经由周边区域31接触眼科镜片的多个部分7。格子式框架60保持眼科镜片的多个部分7。

图8示意性地示出了根据本发明的第五示例性实施例的在支撑件上的凹眼科镜片的前视图。这个第五实施例对应于从眼科镜片的顶部到底部的眼科镜片制造。如先前实施例中所述，最终的凹眼科镜片25还包括周边区域31和有用光学表面33。支撑件5接触周边区域31从而维持住最终的凹眼科镜片25。根据这个实施例，支撑件5适于防止眼科镜片的部分7在制造时掉落或变形。

图9a和图9b示意性地示出了根据本发明的第六实施例的处于两个不同制造阶段的多个眼科镜片的前视图。根据这个第六实施例，支撑件5粘附到托盘90。托盘90由前述控制单元控制。托盘90由耐用材料制成，比如金属。

根据这个实施例，从顶部到底部来制造眼科镜片。通过增材制造来同时制造支撑件5和眼科镜片的部分7。

图9a表示在制造步骤的第一阶段通过增材制造技术与支撑件5一起制造的两个眼科镜片的两个第一部分91、91’。眼科镜片的两个第一部分91、91’包括周边区域31、31’和有用光学表面33、33’。支撑件5由两个单独的支撑件50、51的组件形成。单独的支撑件50维持住眼科镜片的部分91，并且单独的支撑件51维持住眼科镜片的部分91’。支撑件5仅经由周边区域31、31’接触眼科镜片的两个第一部分91、91’。

图9b示出了在制造步骤的最后阶段制造的多个眼科镜片。通过在第一部分91、91’下方通过增材制造添加层，从第一部分91、91’获得最终眼科镜片95、95’。在最终眼科镜片95、95’的制造之后，最终眼科镜片95”被完全制造。支撑件5适于支撑超过两个眼科镜片，如图9b所示。支撑件5由几个单独的支撑件50、51、52的组件形成。多个眼科镜片中的每一个都由其自己单独的支撑件50、51、52支撑。每个单独的支撑件50、51、52彼此接触，从而允许在任何方向上制造多个眼科镜片。一次制造多个眼科镜片。

从所提出的制造方法中直接获得最终的眼科镜片。最终的眼科镜片包括两个相反的面和在这两个面之间延伸的边缘。最终眼科镜片的周边区域包括边缘的至少一部分和两个面中的至少一个的一部分。

实际上，最终的眼科镜片被配置为安装在镜架的镜圈中。镜圈具有内面。在这种情况下，在两个面之间延伸的眼科镜片的边缘基本上匹配镜圈的内面。

Claims (14)

1.一种用于使用增材制造技术来制造眼科镜片的方法，所述眼科镜片具有至少一个有用光学表面(33；33’)和至少部分围绕所述有用光学表面(33；33’)的周边区域(31；31’)，所述方法包括以下步骤：

-提供支撑件(5)，

-制造所述眼科镜片的一部分(7；21；23；25；91；91’)，所述部分包括所述周边区域(31；31’)的一部分，并且通过所述周边区域(31；31’)的所述部分与所述支撑件(5)接触，使得所述支撑件(5)支承正制造的所述眼科镜片的部分(7；21；23；25；91；91’)，同时所述有用光学表面(33；33’)与所述支撑件(5)没有任何接触。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述支撑件(5)的形状与所述眼科镜片的周边区域(31；31’)的部分互补。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述支撑件(5)支撑所述眼科镜片的所述部分(7；21；23；25；91；91’)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述眼科镜片的所述部分(7；21；23；25；91；91’)位于所述支撑件(5)的支承表面上，所述竖直线(L)穿过所述眼科镜片的所述部分(7；21；23；25；91；91’)的重心(G)与所述支撑件(5)的所述支承表面相交。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在所述制造所述眼科镜片的步骤之前布置所述支撑件(5)的几何或取向。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在所述制造所述眼科镜片的步骤期间连续变化所述支撑件(5)的取向。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述支撑件(5)维持住所述眼科镜片的所述部分(7；21；23；25；91；91’)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述眼科镜片进一步包括在所述眼科镜片的所述部分(7；21；23；25；91；91’)与所述支撑件(5)之间的不连续的连接部分。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，从所述制造中直接获得的所述眼科镜片包括两个相反的面和在所述两个面之间延伸的边缘，所述周边区域(31；31’)包括所述两个面中的至少一个的一部分。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述眼科镜片被配置为安装在镜架的镜圈中，所述镜圈具有内面，其中，从所述制造中直接获得的所述眼科镜片包括两个相反的面以及在所述两个面之间延伸的边缘，所述边缘基本上匹配所述镜圈的内面。

11.一种支撑件(5)，所述支撑件被设计为支承通过增材制造技术正制造的眼科镜片的一部分，所述眼科镜片具有至少一个有用光学表面(33；33’)和至少部分围绕所述有用光学表面(33；33’)的周边区域(31；31’)，所述支撑件(5)被配置为使得当所述支撑件(5)通过所述周边区域的一部分支承正制造的所述眼科镜片的部分(7；21；23；25；91；91’)时，所述有用光学表面(33；33’)与所述支撑件(5)没有任何接触。

12.根据权利要求11所述的支撑件(5)，所述支撑件的形状和尺寸由要制造的所述眼科镜片的有用光学表面(33；33’)的特征确定。

13.根据权利要求11或12所述的支撑件(5)，所述支撑件是使用所述增材制造技术制造的。

14.一种制造系统(1)，包括：

-被设计为支承通过增材制造技术正制造的眼科镜片的部分(7；21；23；25；91；91’)的支撑件(5)，所述眼科镜片具有至少一个有用光学表面(33；33’)和至少部分围绕所述有用光学表面(33；33’)的周边区域(31；31’)；以及

-适合于使用所述增材制造技术来制造所述眼科镜片的所述部分(7；21；23；25；91；91’)的装置，

其中，所述支撑件(5)与正制造的所述眼科镜片的部分(7；21；23；25；91；91’)的周边区域(31；31’)的一部分接触，同时所述有用光学表面(33；33’)与所述支撑件(5)没有任何接触。

Images