DE102017003224A1

DE102017003224A1 - Anordnung und Verfahren zum Halten eines optischen Werkstücks sowie optisches Werkstück und Brille

Info

Publication number: DE102017003224A1
Application number: DE102017003224.6A
Authority: DE
Inventors: Gunter Schneider; Stephan Huttenhuis
Original assignee: Schneider GmbH and Co KG
Current assignee: Schneider GmbH and Co KG
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2017-01-16
Publication date: 2018-03-08
Also published as: WO2018046138A1

Abstract

Es werden eine Anordnung mit einem optischen Werkstück und einem Halteelement, ein Verfahren zum Halten eines optischen Werkstücks und ein optisches Werkstück sowie eine daraus gebildete Brille vorgeschlagen, wobei das optische Werkstück und/oder das Halteelement generativ hergestellt sind/ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem optischen Werkstück und einem Halteelement zum Halten des optischen Werkstücks gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Halten eines optischen Werkstücks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 20, ein optisches Werkstück, vorzugsweise eine optische Linse, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 37 oder 50 sowie eine Brille.
Ein optisches Werkstück, beispielsweise eine optische Linse für eine Brille, soll bestimmte optische Eigenschaften aufweisen. Gängige Praxis ist es, einen Rohling des optischen Werkstücks temporär auf einem Halter – wie einem Blockstück – zu befestigen und anschließend in Abhängigkeit von den gewünschten optischen Eigenschaften spanend bzw. materialabtragend, beispielsweise durch Drehen und/oder Fräsen, formgebend zu bearbeiten. Das optische Werkstück kann zudem umfangseitig bzw. randseitig materialabtragend bearbeitet werden, insbesondere zur Montage an einem Brillengestell.
Alternativ zu den vorgenannten herkömmlichen, materialabtragenden Fertigungsverfahren können optische Werkstücke bzw. Linsen grundsätzlich generativ hergestellt werden, auch wenn dies in der Praxis noch schwierig ist.
Unter dem Begriff ”generativ” wird im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere die Herstellung eines Bauteils auf Basis eines generativen bzw. additiven oder vergleichbaren Fertigungsverfahrens verstanden. Dabei wird das herzustellende Bauteil vorzugsweise zunächst in Form eines dreidimensionalen Bilddatensatzes (CAD-Modell) bereitgestellt und im Rahmen des Fertigungsprozesses insbesondere schichtweise – also generativ bzw. materialauftragend oder aufbauend – hergestellt.
Bei optischen Werkstücken bzw. Linsen für Brillen, also Brillengläsern, sind die Anforderungen besonders hoch, da zusätzlich zur Einhaltung geringer Fertigungstoleranzen und einer hohen Oberflächenqualität auch optische Eigenschaften – beispielsweise eine ausreichend hohe Transparenz sowie ein definiertes Brechungsverhalten – erreicht werden müssen. Darüber hinaus sind Aspekte hinsichtlich der Nachbearbeitung sowie der Montage, insbesondere in eine Brillenfassung, wichtig.
Im Ergebnis ist ein effizienter Einsatz generativer Fertigungsverfahren zur Herstellung optischer Werkstücke bzw. Anordnungen schwierig, aber wünschenswert.
Die DE 10 2013 222 232 A1 offenbart eine Anordnung mit einer Gießform und einem Brillenglasrohling sowie ein diesbezügliches Herstellungsverfahren. Die Gießform weist eine Gießformschale zur Aufnahme einer ersten Flachseite des Brillenglasrohlings auf. Die Gießform und der Brillenglasrohling sind generativ durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt. Nachteilig an dieser bekannten Anordnung ist, dass eine effiziente bzw. einfache Bearbeitung, insbesondere eine gleichmäßige Beschichtung, einer der Gießform abgewandten Flachseite des Brillenglasrohlings nicht oder allenfalls nur sehr schwierig möglich ist. Weiter werden gewünschte, insbesondere individualisierte optische Eigenschaften im Rahmen der Fertigungsvorbereitung nicht oder allenfalls unzureichend berücksichtigt. Schließlich ist eine spätere Montage des Brillenglases in ein Brillengestell vergleichsweise aufwendig und kostenintensiv.
Die WO 2015/165435 A1 offenbart ein Verfahren zur generativen Herstellung einer optischen Linse, wobei auf eine Halterung der Linse nicht eingegangen wird.
Die DE 10 2014 012 046 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Linse, insbesondere durch Lasersintern (SLS).
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung, ein Verfahren zum Halten eines optischen Werkstücks, ein optisches Werkstück, vorzugsweise eine optische Linse, insbesondere für eine Brille, und eine Brille anzugeben, wobei vor dem Hintergrund der generativen Fertigung eine effiziente, schnelle und/oder kostengünstige Herstellung und/oder eine schnelle, flexible, einfache und/oder kostengünstige Handhabung ermöglicht oder unterstützt werden/wird.
Die obige Aufgabe wird durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 20, ein optisches Werkstück gemäß Anspruch 37 oder 50 oder eine Brille gemäß Anspruch 56 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass eine Anordnung mit einem vorzugsweise scheibenförmigen oder flächigen optischen Werkstück, vorzugsweise einer optischen Linse, insbesondere für eine Brille, bereitgestellt wird, wobei die Anordnung ein Haltelement für das optische Werkstück aufweist. Erfindungsgemäß ist das optische Werkstück zumindest im Wesentlichen formschlüssig und/oder seitlich von dem Halteelement gehalten. Dies vereinfacht die Herstellung und/oder weitere Handhabung und ermöglicht oder vereinfacht ein Befestigen des Werkstücks am Halteelement, so dass insbesondere auf das sogenannte Blocken verzichtet werden kann. So wird eine effektive und/oder schnelle Nachbearbeitung, vorzugsweise Beschichtung, insbesondere einer Flachseite des optischen Werkstücks ermöglicht, da das optische Werkstück sicher seitlich mittels des Halteelements gehalten ist, wohingegen die zu bearbeitende Flachseite zumindest im Wesentlichen freigelegt ist. Dies ist insbesondere bei hochdynamischen Nachbearbeitungsprozessen, beispielsweise der Rotationsbeschichtung (Spincoating) und/oder der Tauchbeschichtung, vorteilhaft, da hier eine sichere und definierte Fixierung wichtig ist.
Besonders bevorzugt sind sowohl das optische Werkstück als auch das Halteelement generativ hergestellt. Auf diese Weise lassen sich entsprechende Vorteile realisieren.
Vorzugsweise weist das Halteelement in seiner Draufsicht einen zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Umriss auf. Dies gestattet eine sehr einfache und/oder kostengünstige Anbindung an entsprechende Bearbeitungsvorrichtungen und/oder eine sichere und/oder effektive Handhabung bzw. Beschichtung.
Besonders bevorzugt ist der Umriss des Werkstücks individuell an eine Brillenfassung angepasst und/oder in seiner Draufsicht zumindest im Wesentlichen unrund ausgebildet. Dies gestattet eine sehr einfache und/oder kostengünstige Realisierung, insbesondere da eine formgebende Randbearbeitung des optischen Werkstücks zur Anpassung an ein Brillengestell entfallen oder vereinfacht werden kann.
Insbesondere ist das Werkstück entlang seines gesamten Umfangs von dem Halteelement und dadurch sicher gehalten.
Vorzugsweise sind die Dicken des Halteelements und des optischen Werkstücks zumindest im Wesentlichen gleich groß. Dies gestattet eine effiziente und/oder schnelle Bearbeitung.
Besonders bevorzugt geht eine oder jede Flachseite des Werkstücks im Wesentlichen glatt und/oder unterbrechungsfrei – also flächenbündig – in eine sich anschließende Oberfläche des Halteelements über. So wird eine einfache und/oder qualitativ hochwertige Bearbeitung, vorzugsweise eine vollflächig gleichmäßige Beschichtung der Flachseite – insbesondere durch Spincoating – unterstützt oder erst ermöglicht.
Vorzugsweise greift das Halteelement insbesondere ausschließlich an einer umfangseitig geschlossenen schmalseitigen Randfläche bzw. Umfangsfläche des optischen Werkstücks an. Besonders bevorzugt greift das Halteelement mit einer Haltefläche an der Randfläche bzw. Umfangsfläche an, insbesondere wobei die Haltefläche und die Randfläche zumindest im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildet sind. Dies gestattet eine effiziente und/oder sichere randseitige bzw. umlaufende Halterung bzw. Fixierung des optischen Werkstücks mittels des Halteelements.
Besonders bevorzugt werden für das optische Werkstück und das Halteelement unterschiedliche Materialien eingesetzt, die sich hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, vorzugsweise Härte und/oder Dichte und/oder Festigkeit und/oder Elastizität und/oder Plastizität voneinander unterscheiden, insbesondere so dass ein schnelles, sicheres und/oder kostengünstiges Zusammenfügen des optischen Werkstücks und des Halteelements und/oder ein schnelles, sicheres und/oder kostengünstiges Lösen des optischen Werkstücks von dem Halteelement unterstützt oder erst ermöglicht werden/wird.
Ein vorschlagsgemäßes Verfahren zeichnet sich gemäß einem zweiten, auch unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung insbesondere dadurch aus, dass ein optisches Werkstück und/oder ein Haltelement für das optische Werkstück generativ hergestellt wird bzw. werden, wobei das optische Werkstück formschlüssig und/oder seitlich von dem Halteelement gehalten wird. Hierdurch ergeben sich wiederum entsprechende Vorteile, wie bei der oben genannten Anordnung.
Vorzugsweise werden das optische Werkstück und das Halteelement gleichzeitig bzw. im Rahmen eines gemeinsamen generativen Herstellungsprozesses und/oder insbesondere als bereits vollständig zusammengesetzte Anordnung bzw. Baugruppe hergestellt. Dementsprechend wird eine sehr schnelle und/oder einfache Herstellung bzw. Bearbeitung ermöglicht.
Alternativ werden das optische Werkstück und das Halteelement als voneinander getrennte bzw. unabhängige Bauteile hergestellt und vorzugsweise anschließend zusammengefügt bzw. zusammengesetzt. Insbesondere werden das optische Werkstück einerseits und das Halteelement andererseits jeweils durch unterschiedliche generative Fertigungsverfahren hergestellt. So lassen sich die zu gewünschten Bauteileigenschaften des optischen Werkstücks und des Halteelements gezielt durch Auswahl entsprechend geeigneter generativer Fertigungsverfahren realisieren.
Gemäß einem dritten, auch unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung, weist das vorzugsweise generativ hergestellte optische Werkstück mindestens zwei optische Bereiche auf, wobei die optischen Bereiche unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen. Dies gestattet eine sehr einfache und/oder kostengünstige Herstellung eines optischen Werkstücks mit einer gewünschten, insbesondere individualisierten optischen Abbildung. Insbesondere kann eine (nachträgliche) formgebende Bearbeitung der Werkstückoberfläche entfallen oder vereinfacht werden, da die damit einhergehenden optischen Eigenschaften bereits im Rahmen der generativen Fertigung berücksichtigt wurden. Entsprechend wird bzw. werden erfindungsgemäß eine sehr schnelle und/oder kostengünstige generative Herstellung optischer Werkstücke unter Berücksichtigung eines gezielten bzw. definierten Brechungsverhaltens unterstützt oder erst ermöglicht.
Insbesondere werden für die optischen Bereiche unterschiedliche (Kunststoff-)Materialien eingesetzt, die sich hinsichtlich ihrer Brechungsindizes voneinander unterscheiden. Dies gestattet eine sichere, einfache und/oder kostengünstige Realisierung.
Insbesondere weist das optische Werkstück ein oder zwei zumindest im Wesentlichen ebene bzw. planare Flachseiten auf.
Insbesondere wird das gewünschte Brechungsverhalten des Werkstücks (ausschließlich oder teilweise) durch die vorzugsweise schichtweise übereinander angeordneten optischen Bereiche mit insbesondere gekrümmter Grenzfläche realisiert, so dass eine formgebende Bearbeitung bzw. Krümmung einer oder beider Flachseiten vorzugsweise entfällt oder zumindest vereinfacht werden kann.
Insbesondere gehen die optischen Bereiche entlang einer gekrümmten Grenzfläche ineinander über. Die Form der Grenzfläche ermöglicht – insbesondere zusätzlich zur gezielten Materialauswahl und damit Festlegung der Berechnungsindizes der optischen Bereiche – eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung bzw. Realisierung der optischen Eigenschaften des Werkstücks.
Der Übergang zwischen den beiden optischen Bereichen mit unterschiedlichen Brechungsindizes kann abrupt unter Bildung einer entsprechend brechenden Grenzfläche, beispielsweise zur Realisierung einer Bifokallinse, oder gemäß einer besonders bevorzugten Variante auch graduell bzw. kontinuierlich, gegebenenfalls in kleinen Schritten, insbesondere zur Erzeugung sogenannter Gradientengläser erfolgen. Hierzu können beispielsweise mehrere Grundmaterialien mit unterschiedlichen Indizes bei der generativen Fertigung eingesetzt werden. Diese Grundmaterialien können dann einzeln oder auch in ggf. unterschiedlichen Mischungen eingesetzt werden, um gewünschte Indexänderungen bzw. Indexübergänge beim Aufbau des Werkstücks bei der generativen Fertigung zu erreichen. So können insbesondere sogenannte Gradientengläser hergestellt werden, die besonders bevorzugt als sogenannte Progressiv- bzw. Gleitsichtgläser für Brillen eingesetzt werden.
Durch die generative Fertigung ist es besonders einfach, gewünschte Übergänge des Brechungsindexes bzw. Änderungen des Brechungsindexes bei dem Werkstück zu realisieren.
Insbesondere ist es möglich, in radialer und/oder axialer Richtung bezüglich der optischen Achse des Werkstücks den Brechungsindex in gewünschter Weise graduell bzw. kontinuierlich oder in ein oder mehreren Stufen zu variieren. Die Nutzung lokal aufgelöster bzw. unterschiedlicher Brechungsindizes erlaubt insbesondere die Herstellung von sehr viel dünneren Linsen mit einem Gleitsichtbereich, Torus oder gleichen als dies bisher möglich ist.
Diese ggf. auch nur lokale Indexvarianz kann bei Bedarf auch zusätzlich in Kombination mit einer gewünschten Linsengeometrie, also durch Anpassung des lokalen Flächenradius, kombiniert werden.
Zusätzlich oder alternativ zu der Variation des Brechungsindexes können die verschiedenen optischen Bereiche auch ansonsten andere unterschiedliche optische Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich der Färbung, polarisierenden Eigenschaften oder dergleichen, aufweisen. Auch diese optischen Eigenschaften können je nach Bedarf wieder graduell bzw. kontinuierlich oder in ein oder mehreren Stufen ineinander übergehen bzw. variieren.
Gemäß einem vierten, auch unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das optische Werkstück vorzugsweise mindestens ein Anschlusselement zur insbesondere lösbaren Anbindung eines zugeordneten Bauteils, insbesondere Brillenbauteils auf, wobei das Anschlusselement generativ an das Werkstück angeformt ist. Dies gestattet eine sehr einfache, sichere, schnelle und/oder flexible Herstellung bzw. Montage insbesondere einer Brille.
Besonders bevorzugt weist das optische Werkstück unterschiedliche Anschlusselemente auf, wobei jedes der Anschlusselemente individuell im Hinblick auf die Montage bzw. Anbindung eines zugeordneten Brillenbauteils ausgebildet ist. Dies gestattet eine besonders schnelle, einfache und/oder kostengünstige Herstellung bzw. Anbindung, beispielsweise eines Bügels, Nasenpads und/oder Stegs an das das Brillenglas bildende Werkstück.
Eine vorschlagsgemäße, insbesondere rahmenlose, Brille weist mindestens ein erfindungsgemäß ausgebildetes optisches Werkstück auf. Auf diese Weise können entsprechende Vorteile realisiert werden.
Generell ist anzumerken, dass durch die vorschlagsgemäßen Aspekte gemäß der vorliegenden Erfindung die generative Fertigung von Brillengläsern und/oder die Brillenherstellung erst ermöglicht bzw. vereinfacht wird bzw. werden, wobei insbesondere die Herstellung individuell an den jeweiligen Brillenträger und dessen Bedürfnisse angepasster Brillengläser und/oder Brillen ermöglicht und/oder vereinfacht wird. Insbesondere kann die Anbindung oder Einbindung in die Brille bzw. das Brillengestell vereinfacht werden, da vorzugsweise die Randbearbeitung entfallen oder zumindest vereinfacht werden kann und/oder die Anbindung von Brillenbauteilen an ein oder mehrerer an das Brillenglas angeformter Anschlussabschnitte vereinfacht oder erst ermöglicht werden bzw. wird.
Die oben genannten Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie die sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung ergebenden Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung können grundsätzlich unabhängig voneinander, aber auch in beliebiger Kombination bzw. Reihenfolge realisiert werden.
Zusätzliche Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine schematische Draufsicht einer vorschlagsgemäßen Anordnung mit einem optischen Werkstück und einem Halteelement zum Halten des optischen Werkstücks gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 einen schematischen Schnitt der Anordnung entlang einer Linie II-II von 1;
3 eine ausschnittsweise Vergrößerung von 2 zur Veranschaulichung einer randseitigen Halterung des optischen Werkstücks gemäß einer ersten Variante;
4 eine weitere ausschnittsweise Vergrößerung von 2 zur Veranschaulichung einer randseitigen Halterung des optischen Werkstücks gemäß einer zweiten Variante;
5 einen schematischen Schnitt der vorschlagsgemäßen Anordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
6 eine ausschnittsweise Vergrößerung von 5 zur Veranschaulichung einer randseitigen Halterung des optischen Werkstücks;
7 einen schematischen Schnitt der vorschlagsgemäßen Anordnung gemäß einer dritten Ausführungsform;
8 einen schematischen Schnitt der vorschlagsgemäßen Anordnung gemäß einer vierten Ausführungsform;
9A einen schematischen Schnitt eines vorschlagsgemäßen optischen Werkstücks gemäß einer ersten Ausführungsform;
9B einen schematischen Schnitt des vorschlagsgemäßen optischen Werkstücks gemäß der ersten, etwas modifizierten Ausführungsform;
10A einen schematischen Schnitt des vorschlagsgemäßen optischen Werkstücks gemäß einer zweiten Ausführungsform;
10B einen schematischen Schnitt des vorschlagsgemäßen optischen Werkstücks gemäß der zweiten, etwas modifizierten Ausführungsform;
11 eine perspektivische Darstellung des vorschlagsgemäßen optischen Werkstücks gemäß einer dritten Ausführungsform; und
12 eine perspektivische Darstellung einer vorschlagsgemäßen Brille mit zwei vorschlagsgemäßen optischen Werkstücken als Brillenglas.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen weggelassen ist.
Ein Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung 1 mit einem vorschlagsgemäßen optischen Werkstück 2.
Das Werkstück bzw. Brillenglas 2 wird vorzugsweise generativ im eingangs genannten Sinne hergestellt, insbesondere aus flüssigen Ausgangsmaterialien. Die Ausgangsmaterialien können auch in sonstiger Form, insbesondere in fester Form, beispielsweise als Granulat, Coil o. dgl., vorliegen und werden besonders bevorzugt für die generative Fertigung oder während der generativen Fertigung temporär verflüssigt.
Bei dem Werkstück 2 handelt es sich insbesondere um eine optische Linse bzw. ein Brillenglas, insbesondere für eine Brille 27. Jedoch gelten die nachfolgenden Ausführungen optional auch für sonstige Linsen oder sonstige optische Werkstücke 2 entsprechend.
Besonders bevorzugt bezeichnet der Begriff ”optisches Werkstück” eine fertige optische Linse mit den gewünschten optischen und/oder geometrischen Eigenschaften. Insbesondere ist es eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung, dass nach der vorzugsweise generativen Herstellung des optischen Werkstücks 2 keine weiteren formgebenden bzw. materialabtragenden Bearbeitungen, insbesondere zur Erzielung der gewünschten optischen und geometrischen Eigenschaften, notwendig sind.
Das optische Werkstück 2 besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Jedoch kann grundsätzlich auch ein sonstiger Werkstoff verwendet werden, der zur generativen Herstellung des optischen Werkstücks 2, insbesondere unter Berücksichtigung der gewünschten oder erforderlichen optischen Materialeigenschaften, wie der Transparenz und/oder dem Brechungsindex, geeignet ist.
Wenn das optische Werkstück 2 für eine Brille 27 eingesetzt bzw. verwendet werden soll, was vorzugsweise der Fall ist, wird das optische Werkstück 2 als Brillenglas bezeichnet, selbst wenn das optische Werkstück 2 vorzugsweise nicht aus Glas besteht.
Insbesondere ist das optische Werkstück 2 zumindest im Wesentlichen flächig oder scheibenförmig ausgebildet und/oder weist zwei gegenüberliegende Flachseiten 2A, 2B auf, im schematischen Schnitt gemäß 2 angedeutet.
Insbesondere bilden die Flachseiten 2A, 2B jeweils eine Vorderseite und eine Rückseite des optischen Werkstücks 2.
Beim Darstellungsbeispiel weist eine oder jede Flachseite 2A, 2B eine asphärische und/oder freigeformte Oberfläche auf und/oder ist mit einer – ggf. individuell angepassten – Form bzw. Krümmung versehen.
Die Anordnung 1 weist vorzugsweise ein Halteelement 3 zum Halten und/oder zur Aufnahme des optischen Werkstücks 2 auf.
Das optische Werkstück 2 und/oder das Halteelement 3 ist bzw. sind insbesondere generativ hergestellt, insbesondere aus flüssigen Ausgangsmaterialien. Auf mögliche Verfahrensvarianten im Zusammenhang mit der generativen Herstellung des optischen Werkstücks 2 und/oder des Halteelements 3 wird später noch näher eingegangen.
Das Halteelement 3 weist in seiner Draufsicht gemäß 1 vorzugsweise einen zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Umriss A auf. Jedoch sind hier auch andere Formen möglich, insbesondere bei denen der Umriss A im Wesentlichen rechteckig, quadratisch oder oval ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist das optische Werkstück 2 in seiner Draufsicht einen zumindest im Wesentlichen unrunden bzw. von einem Kreis abweichenden Umriss U auf, wie in 1 gestrichelt angedeutet. Jedoch ist grundsätzlich auch ein kreisförmiger Umriss U des optischen Werkstücks 2 möglich.
Insbesondere ist das Werkstück 2 bereits durch die generative Fertigung randseitig bzw. mit einer individuell an ein Brillengestell einer zugeordneten Brille 27 angepassten Außenkontur oder einem angepassten Umriss U versehen. Hier kommt es insbesondere auf die Linsenkontur bzw. Linsenform in der Draufsicht einerseits und/oder auf die Randform, also die Ausbildung eines Randes R bzw. einer Randfläche bzw. Umfangsfläche RF beim Übergang von einer Flachseite 2A zur anderen Flachseite 2B des Werkstücks 2, andererseits an.
Insbesondere ist das optische Werkstück 2 über seinen gesamten Umfang von dem Halteelement 3 gehalten. Prinzipiell ist jedoch auch nur ein abschnittsweises Halten möglich.
Besonders bevorzugt ist das Halteelement 3 zumindest im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und/oder weist einen zumindest im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten, an das Werkstück 2 anzupassenden Halteabschnitt bzw. -bereich auf.
Besonders bevorzugt ist das Halteelement 3 so ausgebildet, dass das optische Werkstück 2 zu einer Kreisscheibe ergänzt wird.
Insbesondere weist das Halteelement 3 unabhängig von der Linsenform bzw. Randform des Werkstücks 2 eine einheitliche bzw. definierte Form oder Außenkontur oder einen Umriss A auf. Dies gestattet eine sehr einfache Handhabung bzw. Bearbeitung des optischen Werkstücks 2.
Besonders bevorzugt sind die Dicken des optischen Werkstücks 2 und des Halteelements 3, insbesondere im Bereich des Rands R des Werkstücks 2 bzw. des Übergangs einer Flachseite 2A des optischen Werkstücks 2 in eine sich anschließende Oberfläche 3A, 3B des Halteelements 3, zumindest im Wesentlichen gleich groß, wie in 2 angedeutet.
Besonders bevorzugt nimmt die Dicke des Halteelements 3 ausgehend vom Rand R in radialer Richtung nach außen hin ab.
Insbesondere geht eine oder jede Flachseite 2A, 2B des optischen Werkstücks 2 insbesondere am Rand R zumindest im Wesentlichen glatt und/oder unterbrechungsfrei bzw. flächenbündig in die sich anschließende Oberfläche 3A bzw. 3B des Halteelements 3 über.
Besonders bevorzugt setzt sich die Krümmung einer oder jeder Flachseite 2A, 2B des optischen Werkstücks 2 an der Oberfläche 3A des Halteelements 3 fort.
Beim Darstellungsbeispiel gemäß 1 weist das Werkstück 2 schematisch zwei alternative Randformen auf. Dementsprechend sind in dem schematischen Schnitt gemäß 2 entlang der Linie II-II von 1 links und rechts unterschiedliche Randformen, also Ausbildungen oder Formgebungen der umfangsseitigen Randfläche bzw. Umfangsfläche RF als mögliche Ausführungsvarianten gezeigt. 3 zeigt eine ausschnittsweise Vergrößerung des rechten strichpunktierten Bereichs von 2, wohingegen in 4 eine ausschnittsweise Vergrößerung des linken strichpunktierten Bereichs von 2 dargestellt ist.
Die Randfläche bzw. Umfangsfläche RF wird insbesondere als die Seitenfläche des Werkstücks 2 zwischen der Vorderseite 2A und Rückseite 2B verstanden.
Der Übergang von einer Flachseite 2A bzw. 2B zu der Randfläche bzw. Umfangsfläche RF kann wahlweise kantenartig bzw. eckig oder abgerundet (wie in 3 und 4 angedeutet) ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Übergang auch mit einer nicht dargestellten Fase versehen sein. Dies hängt insbesondere von dem jeweiligen Brillengestell und/oder sonstigen Gestaltungswünschen ab.
Das Halteelement 3 greift vorzugsweise nur an der Randfläche bzw. Umfangsfläche RF am Werkstück 2 an.
Das Werkstück 2 ist vorzugsweise nur umfangsseitig bzw. an seiner Randfläche RF von dem Halteelement 3 gehalten oder halterbar, insbesondere also seitlich.
In diesem Zusammenhang gestattet die erfindungsgemäße Anordnung 1 insbesondere eine optimale Beschichtung des Werkstücks 2, beispielsweise beim sogenannten Rotationsbeschichtungs- bzw. Spincoating-Verfahren, da das Werkstück 2 definiert und/oder insbesondere nur randseitig und/oder unter Freilassen zumindest einer Flachseite 2A bzw. 2B gehalten wird und/oder sich das Halteelement 3 insbesondere flächenbündig randseitig an eine Flachseite 2A oder 2B oder beide Flachseiten 2A, 2B des Werkstücks 2 anschließt.
Das Halteelement 3 ist insbesondere zum formschlüssigen Halten des Werkstücks 2 ausgebildet. Jedoch kann grundsätzlich auch ein kraftschlüssiges bzw. klemmendes Halten alternativ oder zusätzlich realisiert werden.
Insbesondere greift das Halteelement 3 mit einer insbesondere umlaufenden bzw. geschlossenen Haltefläche HF an der Randfläche RF des optischen Werkstücks 2A an, wie in 3 und 4 schematisch dargestellt.
Insbesondere sind die Haltefläche HF und die Randfläche RF zumindest im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildet.
Gemäß einer ersten Variante greift das Halteelement 3 mit einem optional abgerundeten, vorzugsweise umlaufenden Vorsprung 4 in eine zugeordnete, vorzugsweise umlaufende Nut bzw. Ausnehmung 5 der Randfläche RF ein, wie in 3 angedeutet.
Optional ist bzw. sind die Ausnehmung 5 der Randfläche RF und/oder der Vorsprung 4 der Haltefläche HF derart dimensioniert und/oder ausgebildet, dass der Vorsprung 4 nicht am Boden der Ausnehmung 5 anliegt.
Besonders bevorzugt weist die Randfläche RF mindestens einen an den Rand R angrenzenden abgeschrägten bzw. gefasten Abschnitt 6 als Übergang zur angrenzenden Flachseite 2A, 2B auf.
Insbesondere weist die Randfläche RF hier zwei solche Fasen bzw. Abschnitte 6 auf.
Gemäß der zweiten Variante weist die Randfläche RF vorzugsweise einen insbesondere umlaufenden und/oder abgerundeten Vorsprung 7 auf, der in eine korrespondierende insbesondere umlaufende Ausnehmung 8 des Halteelements 3 eingreift, wie in 4 angedeutet.
Insbesondere weist die Randfläche RF hier abgerundete Abschnitte 9 zu den angrenzenden Flachseiten 2A, 2B hin auf, insbesondere so dass die Randfläche RF zumindest im Wesentlichen glatt bzw. kantenfrei in die angrenzende Flachseite 2A, 2B übergeht.
Vorzugsweise ist zwischen dem Halteelement 3 und dem optischen Werkstück 2, insbesondere zwischen der Randfläche bzw. Umfangsfläche RF und dem Halteelement bzw. dessen Haltefläche HF, eine erste Zwischenschicht 10, insbesondere zur Verhinderung einer stoffflüssigen Verbindung zwischen dem Werkstück 2 und dem Halteelement 3, gebildet oder angeordnet.
Insbesondere ist die erste Zwischenschicht 10, insbesondere im Wesentlichen vollflächig, zwischen der Haltefläche HF und der Randfläche RF angeordnet oder gebildet.
Besonders bevorzugt ist die erste Zwischenschicht 10 über den gesamten Umfang des optischen Werkstücks 2 zwischen der Randfläche RF und der Haltefläche HF angeordnet. Jedoch ist es auch möglich, die Zwischenschicht 10 nur abschnittsweise entlang des Umfangs des optischen Werkstücks 2 zwischen der Randfläche RF und der Haltefläche HF anzuordnen.
Bei der ersten Zwischenschicht 10 handelt es sich insbesondere um einen vorzugsweise bei niedriger Temperatur schmelzenden und/oder unter Einwirkung eines Lösungsmittels löslichen Stoff, wie ein Harz, ein Wachs, einen Klebstoff o. dgl.
Insbesondere ist die erste Zwischenschicht 10 folienartig und/oder als nasschemische Beschichtung ausgebildet.
Vorzugsweise ist die erste Zwischenschicht 10 zumindest teilweise elastisch ausgebildet.
Besonders bevorzugt werden für das optische Werkstück 2 und das Halteelement 3 unterschiedliche Materialien eingesetzt, die sich insbesondere hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, insbesondere Härte und/oder Dichte und/oder Festigkeit und/oder Elastizität und/oder Plastizität voneinander unterscheiden.
Besonders bevorzugt weist das Halteelement 3 eine höhere Elastizität und/oder eine geringere Dichte als das optische Werkstück 2 auf.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass für das optische Werkstück 2 und das Halteelement 3 unterschiedliche Materialien eingesetzt werden, die sich hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften, insbesondere Farbe, Reflektivität, Transmissivität und/oder Lumineszenz voneinander unterscheiden.
Insbesondere ist das Halteelement 3 zumindest teilweise oder insgesamt elastisch ausgebildet, insbesondere um das Werkstück 2 aufnehmen und/oder (leichter) vom Halteelement 3 lösen zu können.
Das Halteelement 3 kann bedarfsweise zum Entnehmen des Werkstücks 2 zerstört werden, beispielsweise durch Brechen. Hierzu kann das Halteelement 3 insbesondere (nicht dargestellte) Sollbruchstellen aufweisen.
Vorzugsweise ist die erste Zwischenschicht 10 derart ausgebildet, dass diese am Halteelement 3 (stärker als am Werkstück 2) haftet, insbesondere so dass das Werkstück 2 beim Lösen vom Halteelement 3 gleichzeitig auch von der ersten Zwischenschicht 10 gelöst wird.
Generell ist eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, dass eine sehr einfache Herstellung des optischen Werkstücks 2 und des Halteelements 3 bzw. der Anordnung 1 durch den Einsatz generativer Fertigungsverfahren ermöglicht wird, insbesondere wobei das Halteelement 3 – oder das Werkstück 2 – direkt gegen das bereits hergestellte Werkstück 2 – oder das Halteelement 3 – insbesondere generativ geformt bzw. hergestellt wird, so dass die gewünschte Halterung des Werkstücks 2 durch das Halteelement 3 unmittelbar nach der vollständigen generativen Fertigung der Anordnung 1 realisiert ist.
Alternativ können das Werkstück 2 und das Halteelement 3 auch generativ insbesondere im Rahmen eines einzigen Herstellungsprozesses als bereits vollständig zusammengesetzte Baugruppe gefertigt werden, wobei die Zwischenschicht 10 insbesondere dabei auch insbesondere generativ zwischen dem optischen Werkstück 2 und dem Halteelement 3 angeformt wird.
Alternativ ist es auch möglich, die Zwischenschicht 10 zuerst, insbesondere generativ, zu fertigen und anschließend in einem weiteren Herstellungsprozess das Werkstück 2 und/oder Halteelement 3 gegen die Zwischenschicht 10 zu fertigen, insbesondere wieder generativ, ggf. aber auch durch Gießen, Spritzen o. dgl.
Die vorschlagsgemäße Anordnung 1 gestattet insbesondere die Bereitstellung eines Werkstücks 2 mit fertiger Randbearbeitung, also fertiger Linsenform und Randform. Insbesondere sind/ist der Umriss U und/oder die Randfläche RF und/oder der Rand R nach der generativen Fertigung bereits individuell an ein Brillengestell bzw. eine zugeordnete Brille 27 angepasst. Vorzugsweise werden die gewünschten optischen Eigenschaften realisiert, insbesondere wobei eine oder beide Flachseiten 2A, 2B des Werkstücks 2 eine gewünschte Oberflächenform aufweisen, die insbesondere auch individuell an einen späteren Brillenträger angepasst sein kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren kann insbesondere eine abschließende Beschichtung des Werkstücks 2 ohne nachträgliche Randbearbeitung erfolgen. Dies vereinfacht die Herstellung wesentlich und/oder gestattet insbesondere eine Fertigung vor Ort bzw. außerhalb einer zentralen Fertigungseinrichtung.
Nachfolgend werden anhand der 5 bis 8 weitere Ausführungsformen erläutert, wobei sich grundsätzlich entsprechende Aspekte und Eigenschaften ergeben, so dass insbesondere nur auf wesentliche Unterschiede gegenüber der anhand der 1 bis 4 erläuterten ersten Ausführungsform näher beschrieben werden.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform weist das Haltelement 3 vorzugsweise mindestens einen Haltearm 11 auf, wie in 5 dargestellt.
Besonders bevorzugt umgreift der Haltearm 11 das optische Werkstück 2 seitlich und/oder übergreift die Vorderseite 2A des Werkstücks 2 partiell und/oder in einer Randzone RZ, wie in 6 angedeutet. 6 zeigt eine ausschnittsweise Vergrößerung des strichpunktierten Bereichs von 5.
Insbesondere ist der Haltearm 11 dazu ausgebildet, das Werkstück 2 gegen das Halteelement 3 bzw. ein Basiselement 12 bzw. eine flachseitig gegenüberliegende Aufnahmefläche AF zu halten, wie in 5 und 6 ersichtlich.
Besonders bevorzugt greift der Haltearm 11 an der flachseitigen Randzone RZ auf der der Aufnahmefläche AF abgewandten Vorder- bzw. Flachseite 2A des optischen Werkstücks 2 an.
Vorzugsweise bildet die Randzone RZ eine in sich geschlossene und an den Rand R und/oder der Randfläche RF angrenzende Teilfläche der Flachseite 2A des optischen Werkstücks 2.
Beim Darstellungsbeispiel weist das Halteelement 3 vorzugsweise mehrere Haltearme 11 auf, die über den Umfang verteilt sind und das Werkstück 2 formschlüssig gegen das Basiselement 12 bzw. die Aufnahmefläche AF halten und/oder das Werkstück 2 seitlich formschlüssig halten bzw. fixieren.
Die seitliche Festlegung des Werkstücks 2 kann insbesondere auch nur durch Anlage der Haltearme 11 an der Vorderseite 2A im Bereich der Randzone RZ erfolgen, sofern die Randzone RZ derart geneigt ist, dass sie zur Mitte des Werkstücks 2 hin ansteigt, wie in 6 angedeutet, so dass diese schräge Komponente zu der seitlichen Festlegung führt, ohne dass die Haltearme 11 seitlich bzw. umfangsseitig am Werkstück 2 angreifen.
Alternativ können die Haltearme 11 auch nur im Bereich des Übergangs der Flachseite 2A zur Randfläche RF bzw. am Rand R und/oder nur an der Randfläche RF, insbesondere im Bereich eines abgeschrägten Abschnitts 6, wie in 3 angedeutet, oder eines abgerundeten Abschnitts 9 wie in 4 angedeutet, angreifen bzw. am Werkstück 2 oder der optional dazwischen angeordneten ersten Zwischenschicht 10 angreifen.
Beim Darstellungsbeispiel bildet das Halteelement 3 vorzugsweise das Basiselement 12 und/oder ist einstückig mit diesem ausgebildet bzw. stoffschlüssig mit diesem verbunden.
Die Aufnahmefläche AF ist vorzugsweise von dem Halteelement 3 bzw. Basiselement 12 gebildet.
Die Aufnahmefläche AF ist insbesondere schalenartig und/oder zur Aufnahme bzw. insbesondere vollflächigen Abstützung der Rück- bzw. Flachseite 2B des Werkstücks 2 ausgebildet.
Besonders bevorzugt ist das Halteelement 3 bzw. Basiselement 12 bzw. sind die Haltearme 11 generativ hergestellt.
Besonders bevorzugt sind die Haltearme 11 und das Basiselement 12 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt, die sich vorzugsweise hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, insbesondere Härte und/oder Dichte und/oder Festigkeit und/oder Elastizität und/oder Plastizität und/oder Farbe und/oder Reflektivität und/oder Transmissivität und/oder Lumineszenz voneinander unterscheiden.
Besonders bevorzugt sind die Haltearme 11 stoffschlüssig mit dem Basiselement 12 verbunden bzw. an dieses angeformt oder einstückig mit diesem ausgebildet.
Hier sind jedoch auch andere technische Lösungen möglich, insbesondere wobei der Haltearm 11 relativ zum Basiselement 12 verstellbar, insbesondere in radialer bzw. seitlicher Richtung verschieblich, am Basiselement 12 angeordnet sein kann.
Optional weist das Halteelement 3 bzw. Basiselement 12 einen Spannabschnitt bzw. Grundkörper 13 vorzugsweise mit einer seitlichen Spannfläche 14 auf.
Besonders bevorzugt ist die Spannfläche 14 umlaufend ausgebildet.
Insbesondere ist bzw. sind das optische Werkstück 2 bzw. das Halteelement 3 in einer bestimmten Axiallage und/oder Drehlage mittels des Spannabschnitt 13 bzw. der Spannfläche 14 einspannbar, insbesondere um das Werkstück 2 definiert halten, herstellen, bearbeiten und/oder beschichten zu können.
Vorzugsweise ragt das Basiselement 12 mit einem Randabschnitt 12A seitlich über den Spannabschnitt 13 vor, um einen axialen Anschlag für das Einspannen und/oder eine Abstützung des Werkstücks 2 bzw. der Haltearme 11 zu bilden.
Wie bei der ersten Ausführungsform können das Werkstück 2 und das Halteelement 3 gleichzeitig und/oder nacheinander oder wahlweise generativ gefertigt werden.
Optional ist zwischen dem Werkstück 2 und dem Basiselement 12 eine zweite Zwischenschicht 15 angeordnet.
Vorzugsweise ist diese zwischen der Aufnahmefläche AF und der dem Basiselement 12 zugewandten Flachseite 2B angeordnet.
Insbesondere dient die zweite Zwischenschicht 15 einer Verhinderung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem optischen Werkstück 2 und dem Basiselement 12 und/oder einem Schutz der Rückseite 2B des Werkstücks 2.
Insbesondere kann die Zwischenschicht 15 entsprechend der ersten Zwischenschicht 10 hergestellt und/oder ausgebildet sein, so dass die diesbezüglichen Erläuterungen entsprechend gelten.
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorschlagsgemäßen Anordnung 1 anhand des schematischen Schnitts von 7 erläutert.
Bei der dritten Ausführungsform ist das Halteelement 3 gemäß der ersten Ausführungsform zusätzlich mit dem Basiselement 12 entsprechend der zweiten Ausführungsform bzw. mit einer flachseitigen Abstützung der Rückseite 2B des Werkstücks 2 versehen.
Bei dieser Ausführungsform können die erste und zweite Zwischenschicht 10, 15 auch einstückig bzw. durchgehend ausgebildet sein.
Das Halteelement 3 und/oder Werkstück 2 sind/ist vorzugsweise wiederum generativ gefertigt.
Insbesondere wird hinsichtlich der Fertigung und Gestaltung auf die Erläuterungen zu der ersten und zweiten Ausführungsform verwiesen, die hier entsprechend bei der dritten Ausführungsform gelten.
8 zeigt in einem entsprechenden schematischen Schnitt eine vierte Ausführungsform der vorschlagsgemäßen Anordnung 1. Im Gegensatz zur dritten Ausführungsform sind hier das vorzugsweise ringförmige Halteelement 3 einerseits und das Basiselement 12 mit dem optionalen Spannabschnitt 13 andererseits voneinander lösbar. Insbesondere sind diese mittels einer Schraubverbindung 16 oder einer sonstigen Verbindung lösbar miteinander verbunden oder verbindbar.
Ebenso wie bei der ersten Ausführungsform ist bei der zweiten, dritten und/oder vierten Ausführungsform eine generative Herstellung des Werkstücks 2 und/oder Halteelements 3 und/oder der Zwischenschicht 10 und/oder 15 und/oder Basiselements 12 bzw. der Anordnung 1 vorgesehen. Die generative Herstellung kann gleichzeitig oder nacheinander erfolgen, insbesondere so, dass das Werkstück 2 direkt vom Halteelement 3 nach Fertigstellung in gewünschter Weise gehalten wird. Insbesondere kann das Halteelement 3 bzw. Basiselement 12 und/oder die Zwischenschicht 10 und/oder 15 für die Herstellung des Werkstücks 2 eine Unterlage, Abstützung und/oder Form bilden. Auf diese Weise lassen sich entsprechende Vorteile realisieren.
Generell ist anzumerken, dass das Halteelement 3 bzw. Basiselement 12 auch im Sinne eines Blockstücks zum definierten Einspannen ausgebildet sein kann, wie insbesondere bei der zweiten und vierten Ausführungsform angedeutet, insbesondere um eine (weitere) Bearbeitung oder Beschichtung des Werkstücks 2 zu ermöglichen oder zu vereinfachen.
Besonders bevorzugt bedeckt die zweite Zwischenschicht 15 die Aufnahmefläche AF vorzugsweise zumindest im Wesentlichen vollflächig oder ganzflächig.
Alternativ ist die zweite Zwischenschicht 15 partiell auf der Aufnahmefläche AF angeordnet, beispielsweise in mehreren voneinander getrennten Abstützstellen und/oder in einem Ringbereich o. dgl.
Besonders bevorzugt ist die zweite Zwischenschicht 15 folienartig oder als Beschichtung ausgebildet ist.
Optional kann die zweite Zwischenschicht 15 seitlich bzw. in radialer Richtung über das optische Werkstück 2 vorstehen.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen optischen Werkstücks 2 anhand von 9 bis 11 erläutert.
9A zeigt in einem schematischen Schnitt eine erste Ausführungsform des vorschlagsgemäßen optischen Werkstücks 2.
Das optische Werkstück 2 weist vorzugsweise mindestens zwei optische Bereiche 17, 18 auf, wobei die optischen Bereiche 17, 18 insbesondere unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich können sich die optischen Bereiche 17, 18 auch in anderen optischen Eigenschaften, wie Färbung, Lichtdurchlässigkeit und/oder Polarisationseigenschaften, unterscheiden.
Beim Darstellungsbeispiel ist vorzugsweise mindestens eine Flachseite 2A, 2B (Vorder- oder Rückseite) und sind besonders bevorzugt beide Flachseiten 2A, 2B des optischen Werkstücks 2 zumindest im Wesentlichen eben bzw. planar ausgebildet.
Besonders bevorzugt sind die optischen Bereiche 17, 18 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt, insbesondere wobei mindestens einer der optischen Bereiche 17, 18 aus einem Kunststoff, wie CR-39, Polycarbonat o. dgl., hergestellt ist.
Vorzugsweise beträgt die Differenz zwischen den Berechnungsindizes der unterschiedlichen optischen Bereiche 17, 18 mehr als 0,2, vorzugsweise mehr als 0,3, insbesondere mehr als 0,4, und/oder weniger als 1,0.
Vorzugsweise sind die optischen Bereiche 17, 18 zumindest im Wesentlichen schichtweise übereinander angeordnet.
Insbesondere ist zwischen den optischen Bereichen 17, 18 eine vorzugsweise definierte bzw. gekrümmte Grenzfläche 19 gebildet.
Besonders bevorzugt wird bzw. werden durch die Krümmung bzw. Form der Grenzfläche 19 die gewünschte optische Abbildung und damit die gewünschten optischen Eigenschaften des Werkstücks 2 festgelegt oder mit bestimmt. So kann eine ansonsten erforderliche Krümmung einer Flachseite oder beider Flachseiten 2A, 2B des Werkstücks 2 vermieden oder verringert werden. Insbesondere kann die Grenzfläche 19 eine frei geformte bzw. optimal die jeweiligen optischen Bedürfnisse eines späteren Brillenträgers angepasste Form aufweisen.
Das vorschlagsgemäße Werkstück 2 ist vorzugsweise wiederum generativ hergestellt, so dass die genannte Bildung und Formung der Grenzfläche 19 sehr einfach und/oder insbesondere auch vor Ort bzw. außerhalb einer zentralen Fabrikation erfolgen kann.
Bei der in 9A gezeigten Ausführungsform ist insbesondere ein abrupter bzw. stufiger Übergang zwischen den optischen Bereichen 17 und 18 vorgesehen bzw. dargestellt, so dass sich an der Grenzfläche 19 der Brechungsindex insbesondere entsprechend abrupt oder unstetig bzw. stufig oder sprunghaft ändert.
Jedoch kann alternativ oder zusätzlich ein kontinuierlicher bzw. gradueller Übergang zwischen den optischen Bereichen 17 und 18 und damit des Brechungsindexes vorgesehen oder insbesondere durch die bevorzugte generative Fertigung realisiert werden. Ein solcher gradueller bzw. kontinuierlicher oder in kleinen Stufen erfolgender Übergang ist schematisch in 9B gezeigt, die in einem zu 9A korrespondierenden Schnitt die erste Ausführungsform des Werkstücks 2 in einer etwas modifizierten Variante zeigt. Hier ist nämlich zwischen den beiden optischen Bereichen 17 und 18 ein Grenzbereich 19A gebildet bzw. angeordnet. Insbesondere ändert sich in diesem Grenzbereich 19A der Brechungsindex und/oder ein sonstiger optischer Parameter zumindest im Wesentlichen graduell oder in kleinen bzw. geringen Stufen und bildet so den Übergang zwischen den beiden optischen Bereichen 17 und 18.
Besonders bevorzugt ist der Grenzbereich 19A schichtartig aufgebaut. Gegebenenfalls kann er aus mehreren sehr dünnen Schichten, gegebenenfalls auch mit unterschiedlicher und/oder beispielsweise in radialer Richtung variierender Schichtdicke bestehen oder aufgebaut sein.
Der Grenzbereich 19A kann beispielsweise auch durch Variationen des Mischungsverhältnisses von zwei oder mehr Materialien, die ggf. die optischen Bereichen 17 und 18 bilden, hergestellt bzw. aufgebaut sein.
Besonders bevorzugt ist das Werkstück 2 als eine sogenannte Gradientenlinse ausgebildet. Unter einer Gradientenlinse versteht man ein optisches Werkstück 2, vorzugsweise eine Linse, das einen nicht-konstanten Brechungsindex aufweist, vorzugsweise wobei sich der Brechungsindex kontinuierlich oder zumindest in guter Näherung kontinuierlich verändert. Besonders bevorzugt ändert sich der Brechungsindex in einer radial zur optischen Achse O des optischen Werkstücks 2 verlaufenden Richtung (wie noch anhand von 10B erläutert) und/oder in einer axial oder parallel zur optischen Achse O des optischen Werkstücks 2 verlaufenden Richtung (wie bei 9B vorgesehen).
In vorteilhafter Weise erlaubt eine solche Gradientenlinse, eine Streu- oder Sammellinse mit ggf. planaren Flachseiten 2A, 2B herzustellen. Alternativ oder zusätzlich zu dem nichtkonstanten Brechungsindex kann die Gradientenlinse aber auch gekrümmte bzw. sphärische Flachseiten 2A, 2B vorne und/oder hinten aufweisen. Durch eine Kombination des nicht-konstanten Brechungsindexes mit einer gekrümmten bzw. sphärischen Flachseite 2A ist es möglich, eine Linse herzustellen, die die Vorteile von sphärischen Linsen, zum Beispiel einer einfache und kostengünstige Herstellung, mit den Vorteilen asphärischer Linsen, zum Beispiel eine Korrektur der sphärischen Aberration, herzustellen.
Zur Herstellung einer Gradientenlinse werden vorzugsweise Materialen mit unterschiedlichen Brechungsindizes als Ausgangsmaterialien verwendet. Durch den generativen Aufbau können diese Materialien derart gemischt bzw. angeordnet werden, dass sich ein zumindest nahezu kontinuierlicher Verlauf des Brechungsindizes des optischen Werkstücks 2 ergibt.
Beispielsweise ändert sich der Brechungsindex n parabolisch oder quadratisch mit dem radialen Abstand von der optischen Achse O, das heißt der Brechungsindex n kann als Funktion
geschrieben werden, wobei r den radialen Abstand von der optischen Achse O bezeichnet, n₀ den Brechungsindex bei der optischen Achse O, also bei r = 0, bezeichnet, g die Gradientenkonstante bezeichnet, die ein Maß dafür ist, wie schnell sich der Brechungsindex mit dem radialen Abstand von der optischen Achse O ändert, und sich den Sekans Hyberbolicus bezeichnet. Durch diesen Verlauf des Brechungsindizes n(r) kann eine Sammel- oder Streulinse realisiert werden.
Bei den in 9A und 9B gezeigten Darstellungsbeispielen sind die optischen Bereiche bzw. Schichten 17, 18 vorzugsweise in radialer Richtung durchgehend ausgebildet. Jedoch ist auch eine lokale Ausbildung bzw. radial begrenzte Ausdehnung eines optischen Bereichs 17 bzw. der Bereiche 17, 18 möglich, wie bei der zweiten Ausführungsform gemäß 10A und 10B angedeutet.
10A zeigt in einem schematischen Schnitt eine erste Ausführungsvariante der zweiten Ausführungsform mit einem lokal bzw. in einem radialen Teil oder Abschnitt des Werkstücks 2 angeordneten ersten optischen Bereich 17, der sich vom dem zweiten optischen Bereich 18 durch seine optischen Eigenschaften, insbesondere durch in seinem Brechungsindex unterscheidet. So kann beispielsweise eine Linse bzw. ein Brillenglas für eine sogenannte Bifokal-Brille oder Gleitsichtbrille, realisiert werden. Bei der zweiten Ausführungsform bildet also insbesondere zumindest einer der Bereiche 17, 18 keine radial durchgehende Schicht des Werkstücks 2 bzw. der davon gebildeten Linse.
Bei der zweiten Ausführungsform sind die beiden unterschiedlichen Bereiche 17 und 18 zumindest partiell bezüglich der optischen Achse O des Werkstücks 2 radial nebeneinander angeordnet. Bei der in 10A dargestellten Ausführungsvariante ist außerdem aber auch noch vorzugsweise eine axiale Schichtung der beiden optischen Bereiche 17 und 18 vorgesehen bzw. gebildet.
10B zeigt in einem entsprechenden schematischen Schnitt eine modifizierte Ausführungsvariante der zweiten Ausführungsform des Werkstücks 2. Hier sind die optischen Bereiche 17 und 18 in radialer Richtung bezüglich der optischen Achse O des Werkstücks 2 nebeneinander angeordnet, so dass sich der Brechungsindex in radialer Richtung ändert. Insbesondere ist hier auch (wiederum wie in der Variante gemäß 9B) ein gradueller bzw. zumindest im Wesentlichen kontinuierlicher oder (fein) gestufter Grenzbereich 19A als Übergang zwischen den beiden optischen Bereichen 17 und 18 und damit als Übergang zwischen den Brechungsindizes der sonstigen Eigenschaften der beiden Bereiche 17 und 18 vorgesehen bzw. gebildet. So kann, wie bereits angesprochen, eine Gradientenoptik bzw. eine Gradientenlinse gebildet werden.
Wie bereits erläutert, kann die durch die optischen Bereiche 17, 18 bzw. die Grenzfläche 19 bewirkte optische Abbildung auch mit der üblichen flachseitigen Formgebung das Werkstück 2 zur Erzielung der gewünschten optischen Eigenschaften des Werkstücks 2 kombiniert werden. Bei den Ausführungsvarianten gemäß 10A und 10B ist beispielsweise optional die Vorderseite 2A zusätzlich gekrümmt ausgebildet. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine sphärische oder in sonstiger Weise geformte Fläche handeln.
Vorzugsweise weist das generativ hergestellte Werkstück 2 mit den optisch unterschiedlichen Bereichen 17 und 18 zusätzlich nicht dargestellte Entspiegelungs-Schichten und/oder sonstige Schichten zum Oberflächenschutz auf. Diese Schichten sind in den 9 und 10 nicht dargestellt, werden aber je nach Bedarf aufgebracht, insbesondere wahlweise durch generative Fertigung und/oder übliches Beschichten, beispielsweise Tauchen, Aufdampfen, Spin Coating oder dergleichen.
11 zeigt eine dritte Ausführungsform des vorschlagsgemäßen optischen Werkstücks 2. Auch dieses Werkstück 2 ist vorzugsweise generativ hergestellt.
Gemäß der dritten Ausführungsform weist das Werkstück 2 vorzugsweise mindestens ein Anschlusselement 20 zur Anbindung eines anderen Bauteils, insbesondere eines Brillenbauteils, auf.
12 veranschaulicht in einer schematischen Darstellung eine vorschlagsgemäße Brille 27 mit zwei optischen Werkstücken 2 als Brillengläsern und mit zwei Bügeln 22, zwei Nasenpads 25 und einem Steg 26, insbesondere Nasen- bzw. Verbindungssteg. Die Bügel 22, Nasenpads 25 und der Steg 26 stellen Brillenbauteile im Sinne der vorliegenden Erfindung dar.
Gemäß der dritten Ausführungsform weist das in 11 dargestellte Werkstück 2 vorzugsweise mehr als einen Anschlussabschnitt 20, hier einen Anschlussabschnitt 20A zur Anbindung eines Bügels 22, einen Anschlussabschnitt 20B zur Anbindung eines Seitenstegs oder Nasenpads 25 und/oder einen Anschlussabschnitt 20C zur Anbindung eines Stegs 26, vorzugsweise Nasen- oder Verbindungsstegs, auf.
Der Anschlussabschnitt 20 ist vorzugsweise jeweils an das Werkstück 2 angeformt bzw. einstückig mit diesem ausgebildet. Jedoch ist auch eine sonstige stoffschlüssige Verbindung möglich.
Der Anschlussabschnitt 20 ist insbesondere ebenso wie das optische Werkstück 2 generativ hergestellt, insbesondere direkt an das Werkstück 2 angeformt.
Der Anschlussabschnitt 20 kann aus dem gleichen Material wie das optische Werkstück 2 oder aus einem anderen Material, insbesondere aus einem farblich anders gestalteten Material, hergestellt sein.
Alternativ oder zusätzlich kann der Anschlussabschnitt 20 auch durch ein vorgefertigtes Teil gebildet sein, an das das Werkstück 2, insbesondere die für die Brillenfunktion wesentliche optische Linse, angeformt ist, insbesondere so, dass durch die vorzugsweise generative Herstellung ein formschlüssiger und/oder stoffschlüssiger Zusammenbau bzw. Zusammenhalt erzeugt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann der Anschlussabschnitt 20 auch ein integriertes bzw. eingebettetes Verstärkungselement und/oder Lager- bzw. Halteelement aufweisen, das vorgefertigt und/oder aus einem anderen Material hergestellt ist.
Der Anschlussabschnitt 20 ist insbesondere seitlich und/oder am Rand R bzw. an der Randfläche RF angeordnet bzw. angeformt.
Je nach Anforderungen kann der Anschlussabschnitt 20 starr und/oder elastisch bzw. abschnittsweise elastisch ausgebildet sein.
Der Anschlussabschnitt 20 ist insbesondere dazu ausgebildet, dass zugeordnete Brillenbauteil je nach Bedarf lösbar oder unlösbar, gelenkig, starr oder federnd und/oder formschlüssig oder stoffschlüssig oder reibschlüssig anzubinden.
Besonders bevorzugt weist das optische Werkstück 2 also mehrere Anschlusselemente 20 auf, insbesondere wobei jedes der Anschlusselemente 20 individuell im Hinblick auf die Verbindung mit dem zugeordneten Brillenbauteil 22, 25, 26 ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist auf oder bildet der Anschlussabschnitt 20A ein Lagerelement 21, wie ein Lagerauge o. dgl., zur vorzugsweise schwenkbaren Lagerung oder sonstigen Anbindung des zugeordneten Brillenbügels 22.
Der Anschlussabschnitt 20B ist insbesondere zur Halterung bzw. Lagerung eines zugeordneten Nasenstegs oder Nasenpads 25 ausgebildet und/oder weist vorzugsweise einen insbesondere armartigen Halteabschnitt und/oder Verbindungsabschnitt 24 auf, wie schematisch in 11 angedeutet. Alternativ oder zusätzlich kann das Nasenpad 25 auch direkt von dem Anschlussabschnitt 20B bzw. dessen Halteabschnitt oder Verbindungsabschnitt 24 – insbesondere direkt im Rahmen der generativen Fertigung – gebildet oder daran angeformt sein. Jedoch kann der Anschlussabschnitt 20B bzw. dessen Halteabschnitt auch nur in üblicher Weise eine lösbare Halterung des vorzugsweise auswechselbaren und ein separates Bauteil bildenden Nasenpads 25 bilden.
Der Anschlussabschnitt 20C weist insbesondere einen Eingriffsabschnitt 23 zur vorzugsweise rastenden, klemmenden und/oder formschlüssigen Verbindung mit dem zugeordneten Verbindungs- oder Nasensteg 26 und/oder zur Verbindung mit einem sonstigen Bauteil, wie einem anderen Brillenglas oder Anschlussabschnitt eines Brillenglases, auf.
12 zeigt die vorschlagsgemäße Brille 27 mit insbesondere zwei Werkstücken 2, und zwar gemäß der dritten Ausführungsform ausgebildet als Brillengläser.
Die Brillenbügel 22 sind vorzugsweise gelenkig bzw. scharnierartig über die Anschlussabschnitte 20A angebunden bzw. gehalten. Alternativ können die Brillenbügel 22 jedoch auch direkt mit angeformt sein und beispielsweise über einen elastischen oder flexiblen Verbindungsabschnitt angebunden sein, wobei dieser Verbindungsabschnitt auch durch den Anschlussabschnitt 20A gebildet sein kann.
Die Nasenpads 25 sind vorzugsweise wechselbar oder lösbar vom jeweiligen Anschlussabschnitt 20B bzw. dessen Verbindungsabschnitt 24 gehalten. Jedoch sind auch andere konstruktive Lösungen möglich.
Beim Darstellungsbeispiel sind die beiden Brillengläser bzw. Werkstücke 2 durch einen separaten Steg 26 miteinander verbunden oder verbindbar. Der Steg 26 ist insbesondere formschlüssig, fest und/oder unlösbar mit dem jeweiligen Werkstück 2 über den zugeordneten Anschlussabschnitt 20C verbunden. Beispielsweise kann der Steg 26 auch mit dem Anschlussabschnitt 20C verschweißt, verklebt, verpresst, verklemmt und/oder in sonstiger Weise verbunden sein.
Alternativ kann gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante auch der Steg 26 entfallen und eine direkte Verbindung zwischen den beiden Anschlussabschnitten 20C der beiden Werkstücke 2 gebildet sein.
Beim Darstellungsbeispiel handelt es sich insbesondere um eine randlose Brille bzw. ist eine Fassung für die Brillengläser insbesondere nicht erforderlich.
Einige oder alle Brillenbauteile, insbesondere die Brillenbügel 22 und der Steg 26, können bedarfsweise auch generativ hergestellt sein.
Nachfolgend werden verschiedene Verfahrensvarianten im Zusammenhang mit der generativen Herstellung des optischen Werkstücks 2 und/oder des Halteelements 3 erläutert.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere der generativen Herstellung eines Brillenglases bzw. Werkstücks 2, das bereits gewünschte, vorzugsweise individualisierte optische Eigenschaften und/oder geometrische Abmessungen aufweist, so dass insbesondere keine formgebende Flächenbearbeitung und/oder Randbearbeitung mehr erforderlich ist.
Zur generativen Herstellung des optischen Werkstücks 2 wird vorzugsweise zunächst ein dreidimensionaler Linsen-Bilddatensatz, insbesondere ein CAD-Modell, erzeugt. Dies kann insbesondere durch Auswahl eines bereits bestehenden Linsen-Bilddatensatzes aus einer Datenbank oder durch Eingabe oder Vorgabe von Linsen-Parametern erfolgen.
Insbesondere wird die Form einer oder jeder Flachseite 2A, 2B des optischen Werkstücks 2 in dem Linsen-Bilddatensatz festgelegt. Hier ist eine beliebige Formgebung möglich, so dass bspw. auch asphärische und/oder freigeformte Flachseiten 2A, 2B generativ hergestellt werden können.
Optional werden innerhalb des Linsen-Bilddatensatzes mindestens zwei optische Bereiche 17, 18 mit unterschiedlichen Brechungsindezes und/oder die Form einer internen Grenzfläche 19 und/oder sonstige gewünschte Parameter, beispielsweise entsprechende Materialien zur Variation des Brechungsindexes der optischen Bereiche 17, 18 festgelegt. Vorzugsweise wird jedem optischen Bereich 17, 18 ein individueller Brechungsindex zugeordnet, insbesondere durch entsprechende Festlegung des Fertigungsmaterials.
Weiter werden der gewünschte Verlauf des Umrisses U und die gewünschte Form der Randfläche RF bzw. Umfangsfläche des optischen Werkstücks 2 innerhalb des Linsen-Bilddatensatzes, also die Linienform und Randform, festgelegt.
Optional wird im Linsen-Bilddatensatz digital die Form und Anordnung von Anschlussabschnitten 20 festgelegt, und – sofern vorhanden – ein dreidimensionaler Anschlussabschnitt-Bilddatensatz des jeweiligen Anschlussabschnitts 20 generiert. Insbesondere werden unterschiedliche, in Abhängigkeit zum jeweiligen Brillenbauteil 22, 25 und 26 ausgebildete, Anschlussabschnitte 20 bereitgestellt, auf die bedarfsweise zugegriffen werden kann.
Insbesondere erfolgt nach der vollständigen individuellen Anpassung des Linsen-Bilddatensatzes eine Akzeptanzabfrage, und zwar dahingehend, ob durch den angepassten Linsen-Bilddatensatz alle optischen und/oder geometrischen Eigenschaften des herzustellenden optischen Werkstücks 2 abgebildet werden. Wird der Linsen-Bilddatensatz akzeptiert, wird insbesondere automatisch ein Linsen-Druckdatensatz generiert, auf dessen Grundlage die generative Herstellung des optischen Werkstücks 2 erfolgt.
Zur generativen Herstellung des Halteelements 3 wird zunächst ein dreidimensionaler Halteelement-Bilddatensatz, insbesondere ein CAD-Modell, erzeugt. Dies kann insbesondere durch Auswahl eines bereits bestehenden Halteelement-Bilddatensatzes aus einer Datenbank oder durch Eingabe oder Vorgabe von entsprechenden Parametern erfolgen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird der Halteelement-Bilddatensatz in Abhängigkeit, insbesondere durch automatische Generierung einer Negativform, des bereits vollständig modifizierten Linsen-Bilddatensatz des optischen Werkstücks 2 digital bzw. automatisch erzeugt.
Insbesondere ist oder wird in dem Halteelement-Bilddatensatz eine zumindest im Wesentlichen komplementär zur Randfläche RF ausgebildete Haltefläche HF generiert.
Optional – gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante – wird zusätzlich zum Halteelement-Bilddatensatz oder darin integriert ein dreidimensionaler Basiselement-Bilddatensatz des Basiselements 12 generiert.
Besonders bevorzugt wird innerhalb des Halteelement- oder Basiselement-Bilddatensatzes eine Aufnahmefläche AF zur Aufnahme einer Flachseite 2A, 2B des optischen Werkstücks 2 festgelegt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird die Aufnahmefläche AF automatisch, insbesondere durch Generierung einer Negativform einer entsprechenden Flachseite 2A, 2B erzeugt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt nach der vollständigen Anpassung des Halteelement-Bilddatensatzes und/oder Basiselement-Bilddatensatzes eine Akzeptanzabfrage. Wird diese Akzeptanzfrage bejaht, wird insbesondere automatisch ein Halteelement-Druckdatensatz und/oder einen Basiselement-Bilddatensatz generiert, der bzw. die als Basis für die anschließende generative Fertigung des Halteelements 3 und/oder Basiselements 12 dient bzw. dienen.
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Verfahrensvarianten im Rahmen der generativen Herstellung des optischen Werkstücks 2 und/oder des Halteelements 3 weiter erläutert.
Vorzugsweise wird bzw. werden der Linsen-Druckdatensatz und/oder der Halteelement-Druckdatensatz und/oder der Basiselement-Druckdatensatz für die Fertigung digital in Schichten zerlegt und in einer oder mehreren generativen Fertigungseinrichtungen entsprechend gefertigt.
Unter dem Begriff ”generative Fertigungseinrichtung” ist im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Einrichtung zu verstehen, die dazu ausgebildet ist, ein Bauteil mit einer gewünschten Form auf Basis von vorgegebenen Daten bzw. eines übermittelten dreidimensionalen Datenmodells aus formlosen (Flüssigkeiten, Pulvern o. dgl.) oder formneutralen (Band, drahtförmig) Materialien mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse herzustellen. Somit ist dieser Begriff im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise breit zu verstehen.
Es ist anzumerken, dass verschiedene Anforderungen bzw. Aspekte im Rahmen der generativen Fertigung des optischen Werkstücks 2 einerseits und des Halteelements 3 andererseits zu berücksichtigen sind, einhergehend mit unterschiedlichen Präferenzen im Hinblick auf die verschiedenen zur Verfügung stehenden generativen Fertigungsverfahren.
Beispielsweise stehen bei der generativen Fertigung des optischen Werkstücks 2 insbesondere eine ausreichende Lichtdurchlässigkeit bzw. Erzielung eines definierten Brechungsverhalten im Vordergrund, so dass in diesem Zusammenhang generative Fertigungsverfahren, wie die Stereolithografie und/oder das Multi-Jet-Modeling (MJM) und/oder flüssige Ausgangsmaterialien, bevorzugt werden.
Im Zusammenhang mit der generativen Fertigung des Halteelements 3 wird vorzugsweise ein generatives Fertigungsverfahren eingesetzt, das die Verarbeitung unterschiedlicher Materialien gestattet.
Gemäß einer Verfahrensvariante werden das optische Werkstück 2 und das Halteelement 3 in einer (gemeinsamen) generativen Fertigungseinrichtung – insbesondere gleichzeitig bzw. zeitlich überlappend – hergestellt, insbesondere so dass das optische Werkstück 2 und das Halteelement 3 unmittelbar nach der Herstellung als bereits vollständige bzw. zusammengesetzte Baugruppe bzw. Anordnung 1 vorliegt.
Bei einer alternativen Verfahrensvariante werden das optische Werkstück 2 und das Halteelement 3 in einer (gemeinsamen) generativen Fertigungseinrichtung – insbesondere sequentiell bzw. hintereinander – hergestellt, insbesondere so dass das optische Werkstück 2 und das Halteelement 3 nach der Herstellung als voneinander getrennte bzw. unabhängige Bauteile vorliegen. In diesem Fall werden das optische Werkstück 2 und das Halteelement 3 zur Ausbildung der vorschlagsgemäßen Anordnung 1 nach der jeweiligen generativen Herstellung miteinander verbunden bzw. zusammengesetzt.
Bei einer weiteren alternativen Verfahrensvariante ist vorgehen, dass das optische Werkstück 2 und das Halteelement 3 getrennt voneinander in zwei generativen Fertigungseinrichtungen insbesondere durch unterschiedliche Herstellungsverfahren hergestellt werden.
Vorzugsweise wird das optische Werkstück 2 vor dem Halteelement 3 durch ein erstes Fertigungsverfahren hergestellt.
Optional erfolgt anschließend bzw. nach der generativen Herstellung ein Reinigen des optischen Werkstücks 2, insbesondere zum Entfernen ungebundener Ausgangsmaterialien oder anderer, den weiteren Verfahrensablauf störender Substanzen.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, die erste Zwischenschicht 10 auf das Werkstück 2, insbesondere eine Randfläche RF des optischen Werkstücks 2, aufzutragen.
Alternativ wird die erste Zwischenschicht 10 zusammen mit dem optischen Werkstück 2 im Rahmen des ersten generativen Fertigungsverfahrens hergestellt.
Anschließend wird das Halteelement 3 durch ein zweites unterschiedliches Fertigungsverfahren insbesondere generativ um das optische Werkstück 2 herum aufgebaut wird.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, das Halteelement 3 zusammen mit der ersten Zwischenschicht 10 im Rahmen des zweiten generativen Fertigungsverfahrens an das optische Werkstück 2 anzuformen.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, lediglich die Zwischenschicht 10 zuerst im Rahmen des ersten generativen Fertigungsverfahrens herzustellen und anschließend das Werkstück 2 und/oder das Halteelement 3 gleichzeitig oder nacheinander an die bereits hergestellte Zwischenschicht 10 anzuformen, insbesondere generativ, ggf. aber auch durch Gießen, Spritzen o. dgl.
Bei einer weiteren alternativen Verfahrensvariante wird das Halteelement 3 vor dem Werkstück 2 durch ein erstes generatives Fertigungsverfahren hergestellt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Basiselement 12 gleichzeitig mit dem Halteelement 3 im Rahmen des ersten generativen Fertigungsverfahrens hergestellt wird, insbesondere so dass das Halteelement 3 und das Basiselement 12 als einstückiges Bauteil oder bereits zusammengesetzte Baugruppe vorliegen.
Es ist jedoch auch eine Verfahrensvariante möglich, bei der Basiselement 12 getrennt vom Halteelement durch ein zweites bzw. unterschiedliches generatives Fertigungsverfahrens hergestellt wird. In diesem Fall werden das optische Werkstück 2 und das Halteelement 3 nach der jeweiligen generativen Herstellung miteinander verbunden bzw. zusammengesetzt.
Optional werden das Halteelement 3 und das optional hergestellte Basiselement 12 anschließend von Materialresten bzw. ungebundenen Materialkomponenten und anderen, den weiteren Verfahrensablauf eventuell störender Substanzen, befreit.
Anschließend bzw. nach dem Reinigungsvorgang erfolgt die Herstellung des optischen Werkstücks 2 an oder auf dem bereits hergestellten Halteelement 3, insbesondere wobei zur generativen Fertigung des optischen Werkstücks 2 ein zweites bzw. unterschiedliches generatives Fertigungsverfahren angewendet wird.
Bedarfsweise kann es vorgesehen sein, die zweite Zwischenschicht 15, die insbesondere als Folie ausgebildet ist, vorzugsweise vor der Herstellung des Werkstücks 2 auf die Aufnahmefläche AF aufzubringen, insbesondere aufzukleben.
Anschließend wird das optische Werkstück 2 insbesondere zusammen mit dem Halteelement 3 generativ an die zweite Zwischenschicht 15 des Basiselements 12 angeformt.
Insbesondere kann es anschließend vorgesehen sein, die erste Zwischenschicht 10 auf das Halteelement 3, insbesondere die Haltefläche HF, aufzutragen und/oder die zweite Zwischenschicht 15 auf das Basiselement 12, insbesondere die Aufnahmefläche AF, aufzutragen.
Vorzugsweise wird das optische Werkstück 2 anschließend mit seiner Flachseite 2B an die zweite Zwischenschicht 15 und mit seiner Randfläche RF an die erste Zwischenschicht 10 angeformt, insbesondere generativ, alternativ durch Gießen o. dgl..
Nach der generativen Herstellung des optischen Werkstücks 2 und des Halteelements 3 wird die der Aufnahmefläche AF abgewandte Flachseite 2A des optischen Werkstücks 2 bearbeitet, insbesondere beschichtet.
Insbesondere ist das optische Werkstück 2 zusammen mit dem Halteelement 3 nach der vollständigen Bearbeitung der Flachseite 2A von dem Basiselement 12 abhebbar bzw. entfernbar.
Einzelne Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie einzelne Verfahrensschritte und/oder Verfahrensvarianten können unabhängig voneinander, aber auch in beliebiger Kombination und/oder Reihenfolge realisiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Anordnung
2: optisches Werkstück
2A: erste Flachseite
2B: zweite Flachseite
3: Halteelement
3A: erste Oberfläche
3B: zweite Oberfläche
4: Vorsprung der Haltefläche
5: Ausnehmung der Randfläche
6: abgeschrägter Abschnitt
7: Vorsprung der Randfläche
8: Ausnehmung der Haltefläche
9: abgerundeter Abschnitt
10: erste Zwischenschicht
11: Haltearm
12: Basiselement
12A: Randabschnitt
13: Grundkörper/Spannabschnitt
14: Spannfläche
15: zweite Zwischenschicht
16: Schraubenverbindung
17: erster optischer Bereich
18: zweiter optischer Bereich
19: Grenzfläche
19A: Grenzbereich
20: Anschlussabschnitt
20A: Anschlussabschnitt
20B: Anschlussabschnitt
20C: Anschlussabschnitt
21: Lagerabschnitt
22: Brillenbügel
23: Eingriffsabschnitt
24: Verbindungsabschnitt
25: Nasenpad
26: Steg
27: Brille
A: Umriss des Halteelements
AF: Auflagefläche
HF: Haltefläche
O: optische Achse
R: Rand
RF: Randfläche/Umfangsfläche
RZ: Randzone
U: Umriss des Werkstücks

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013222232 A1 [0007]
WO 2015/165435 A1 [0008]
DE 102014012046 A1 [0009]

Claims

Anordnung (1) mit einem vorzugsweise scheibenförmigen oder flächigen optischen Werkstück (2), vorzugsweise einer optischen Linse, insbesondere für eine Brille (27), wobei die Anordnung (1) ein Halteelement (3) zum Halten des Werkstücks (2) aufweist, und wobei das Werkstück (2) und/oder das Halteelement (3) generativ hergestellt ist/sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) zumindest im Wesentlichen formschlüssig und/oder seitlich von dem Haltelement (3) gehalten ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3) in seiner Draufsicht einen zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Umriss (A) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Werkstück (2) einen individuell an eine Brillenfassung angepassten Umriss (U) aufweist.
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) entlang seines gesamten Umfangs von dem Halteelement (3) gehalten ist.
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3) zumindest im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist oder mindestens einen ringförmigen Halteabschnitt aufweist.
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicken des Werkstücks (2) und des Halteelements (3) zumindest im Wesentlichen gleich groß sind.
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder jede Flachseite (2A, 2B) des Werkstücks (2) im Wesentlichen glatt und/oder unterbrechungsfrei in eine sich anschließende Oberfläche (3A, 3B) des Halteelements (3) übergeht.
Anordnung nach einem der voranstehend Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3) zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3) an einer insbesondere umfangseitig geschlossenen, schmalseitigen Randfläche bzw. Umfangsfläche (RF) des Werkstücks (2) angreift.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3) mit einer Haltefläche (HF) an der Umfangsfläche (RF) angreift.
Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltefläche (HF) und die Umfangsfläche (RF) zumindest im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkstück (2) und dem Halteelement (3) eine erste Zwischenschicht (10), insbesondere zur Verhinderung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Werkstück (2) und dem Halteelement (3), angeordnet ist.
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Halteelement (3) mit einer Oberfläche (3A) zumindest im Wesentlichen flächenbündig eine Flachseite (2A) des Werkstücks (2) anschließt.
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (3) mindestens einen Haltearm (11) zum insbesondere formschlüssigen Halten des Werkstücks (2) aufweist.
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) oder das Halteelement (3) ein Basiselement (12) mit einer Aufnahmefläche (AF) für eine Flachseite (2A, 2B) des Werkstücks (2) aufweist.
Anordnung nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (11), das Werkstück (2) übergreift und gegen die Aufnahmefläche (AF) hält.
Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefläche (AF) schalenartig und/oder zumindest im Wesentlichen komplementär zur Flachseite (2A, 2B) des Werkstücks (2) ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (12) lösbar mit dem Halteelement (3) verbunden oder verbindbar ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Basiselement (12) und dem Werkstück (2) eine zweite Zwischenschicht (15), insbesondere zur Verhinderung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Basiselement (12) und dem Werkstück (2), angeordnet ist.
Verfahren zum Halten eines vorzugsweise scheibenförmigen oder flächigen optischen Werkstücks (2), vorzugsweise einer optische Linse, insbesondere für eine Brille (27), mittels eines Halteelements (3), wobei das Werkstück (2) und/oder das Halteelement (3) generativ hergestellt werden/wird, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Werkstück (2) formschlüssig und/oder seitlich von dem Haltelement (3) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Werkstück (2) entlang seines gesamten Umfangs von dem Halteelement (3) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Werkstück (2) an seiner umfangseitig geschlossenen, schmalseitigen Randfläche (RF) bzw. Umfangsfläche von dem Halteelement (3) gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3) und das optische Werkstück (2) generativ als vollständig zusammengesetzte Baugruppe bzw. Anordnung hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Werkstück (2) und das Halteelement (3) generativ als voneinander getrennte bzw. unabhängige Bauteile hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkstück (2) und dem Halteelement (3) eine erste Zwischenschicht (10), insbesondere zur Verhinderung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Werkstück (2) und dem Halteelement (3) aufgebracht oder generativ hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) und das Halteelement (3) gleichzeitig bzw. zeitlich überlappend hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) und das Halteelement (3) sequentiell bzw. nacheinander hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) nach der insbesondere generativen Herstellung des Halteelements (3) an das Halteelement (3) insbesondere generativ angeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3) nach der vorzugsweise generativen Herstellung des Werkstücks (2) an das bereits vollständig hergestellte Werkstück (2) insbesondere generativ angeformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flachseite (2A, 2B) des Werkstücks (2) von einer Aufnahmefläche (AF) aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefläche (AF) von einem insbesondere generativ hergestellten Basiselement (12) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (3) und das Basiselement (12) einstückig bzw. als nicht zerlegbarer Gegenstand hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) und das Basiselement (11) als zwei voneinander unabhängige oder lösbare Bauteile hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkstück (2) und der Aufnahmefläche (AF) eine zweite Zwischenschicht (15) aufgebracht oder insbesondere generativ hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zwischenschicht (15), insbesondere in Form einer Folie, auf die Aufnahmefläche (AF) oder des Werkstück (2) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) mit einer Flachseite (2A, 2B) insbesondere generativ an die zweite Zwischenschicht (15) angeformt wird.
Optisches Werkstück (2), vorzugsweise optische Linse, insbesondere für eine Brille (27), dadurch gekennzeichnet, dass das optische Werkstück (2) mindestens zwei generativ hergestellte, optische Bereiche (17, 18) mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufweist.
Werkstück nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Bereiche (17, 18) schichtweise übereinander angeordnet sind
Werkstück nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Bereiche (17, 18) in axialer Richtung einer optischen Achse (O) des Werkstücks (2) hintereinander angeordnet sind, so dass sich der Brechungsindex in axialer Richtung ändert.
Werkstück nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Bereiche (17, 18) in radialer Richtung einer optischen Achse (O) des Werkstücks (2) nebeneinander angeordnet sind, so dass sich der Brechungsindex in radialer Richtung ändert.
Werkstück nach einem der Ansprüche 37 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den optischen Bereichen (17, 18) eine gekrümmte Grenzfläche (19) gebildet wird.
Werkstück nach einem der Ansprüche 37 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen den Brechungsindizes an einer Grenzfläche (19) der optischen Bereiche (17, 18) mehr als 0,5 beträgt.
Werkstück nach einem der Ansprüche 37 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex von einem Bereich (17) zum anderen Bereich (18) kontinuierlich oder graduell bzw. in feinen Stufen zur Bildung einer Gradientenoptik übergeht.
Werkstück nach einem der Ansprüche 37 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) als ein zumindest im Wesentlichen geometrisch planes Progressiv- bzw. Gleitsichtglas ausgebildet ist.
Werkstück nach einem der Ansprüche 37 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) scheibenförmig oder flächig ausgebildet ist und/oder ein oder zwei zumindest im Wesentlichen plane Flachseiten (2A, 2B) aufweist.
Werkstück nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Bereiche (17, 18) aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.
Werkstück nach einem der Ansprüche 37 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) ein oder mehr Entspiegelungs-Schichten aufweist.
Werkstück nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspiegelungs-Schichten nach der generativen Fertigung durch Beschichten aufgebracht sind.
Werkstück nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspiegelungs-Schichten generativ gefertigt sind.
Optisches Werkstück (2), vorzugsweise optische Linse, insbesondere für eine Brille (27), dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) mindestens einen generativ angeformten Anschlussabschnitt (20) zur Anbindung eines zugeordneten Bauteils, insbesondere Brillenbauteils (22, 25, 27), aufweist.
Werkstück nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) generativ hergestellt ist.
Werkstück nach Anspruch 50 oder 44, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (20) einen Lagerabschnitt (21) zur Anbindung eines Brillenbügels (22) aufweist bzw. bildet.
Werkstück nach Anspruch einem der Ansprüche 50 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (20) zur Anbindung bzw. Halterung eines Nasenpads (25) ausgebildet ist.
Werkstück nach einem der Ansprüche 50 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (20) zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist.
Werkstück nach einem der Ansprüche 50 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (20) einen Eingriffsabschnitt (23) zur rastenden, formschlüssigen oder stoffschlüssigen Anbindung eines Stegs (27) oder zur Verbindung mit einem Anschlusselement (20C) zur Anbindung eines vorzugsweise gleichartig ausgebildeten weiteren optischen Werkstücks (2) aufweist.
Brille (27) mit mindestens einem optischen Werkstück (2) nach einem der Ansprüche 37 bis 55 als Brillenglas.
Brille nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Brille (27) zumindest im Wesentlichen randlos ausgebildet ist.