JPH02311322A - プレスレンズの成形方法 - Google Patents
プレスレンズの成形方法Info
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- JPH02311322A JPH02311322A JP13345089A JP13345089A JPH02311322A JP H02311322 A JPH02311322 A JP H02311322A JP 13345089 A JP13345089 A JP 13345089A JP 13345089 A JP13345089 A JP 13345089A JP H02311322 A JPH02311322 A JP H02311322A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 、
本発明は、主として高精度なプレスガラスレンズをリヒ
ートプレス成形する際に用いるプレスレンズの成形方法
に関するものである。
ートプレス成形する際に用いるプレスレンズの成形方法
に関するものである。
従来の技術
近年、光学素子は光学機器のレンズ構成の簡略化及びレ
ンズ部分の軽量化を同時に達成しうる非球面の方向にあ
る。(例えば特開昭57−76512号公報) その中でより安価に高精度ガラス製品を製造する方法と
して、特開昭58−84134号公報には加圧サイクル
に要する時間を短くして高精度な光学ガラス素子を得る
方法が提案されている。その大要は最終製品に近い近似
した形状のガラスプレフォームを用いて、金型およびガ
ラスプレフォームを各々加熱し、ガラスと金型が108
ポアズ以上でかつ10′2ポアズ以下のガラス粘度に対
応する温度でプレスを開始し、10′3ポアズよりも低
いガラス粘度に対応する温度でプレスを終了して、ガラ
スを取り出すことが提案されている。
ンズ部分の軽量化を同時に達成しうる非球面の方向にあ
る。(例えば特開昭57−76512号公報) その中でより安価に高精度ガラス製品を製造する方法と
して、特開昭58−84134号公報には加圧サイクル
に要する時間を短くして高精度な光学ガラス素子を得る
方法が提案されている。その大要は最終製品に近い近似
した形状のガラスプレフォームを用いて、金型およびガ
ラスプレフォームを各々加熱し、ガラスと金型が108
ポアズ以上でかつ10′2ポアズ以下のガラス粘度に対
応する温度でプレスを開始し、10′3ポアズよりも低
いガラス粘度に対応する温度でプレスを終了して、ガラ
スを取り出すことが提案されている。
また波長オーダーの面精度を有するレンズではないがレ
ンズ素材の成型法として特公昭56−378号公報で、
金属型の温度を被成形ガラスの転移点以上、軟化点以下
の温度に保ち、この金属型内に流動性を有するガラスを
入れて加圧成形し、そしてこの状態でガラスの温度分布
が均一化されるまで20秒以上保持することを述べてい
る。
ンズ素材の成型法として特公昭56−378号公報で、
金属型の温度を被成形ガラスの転移点以上、軟化点以下
の温度に保ち、この金属型内に流動性を有するガラスを
入れて加圧成形し、そしてこの状態でガラスの温度分布
が均一化されるまで20秒以上保持することを述べてい
る。
発明が解決しようとする課題
上記ガラスレンズの製造において、ガラスレンズの光学
的性能は従来の研磨法によるガラスレンズのそれに比べ
てより優れている必要があり非常に高い面精度及び面粗
度が要求される。例えば高精度カメラレンズの場合、面
精度ニュートンリング3本、アメ1本以内、表面粗さ0
.03μm以内であることが要求される。しかしながら
従来のガラスレンズの製造方法ではガラスと成形金型と
を別々に加熱した後、ガラスを成形金型内に供給しプレ
スを行なうため、プレス途中で非常に温度が不均一にな
りやすく、一定時間以上プレスを保持しなければならな
かった。したがってサイクルタイムに影響を及ぼし安価
なレンズを製造することばできなかった。
的性能は従来の研磨法によるガラスレンズのそれに比べ
てより優れている必要があり非常に高い面精度及び面粗
度が要求される。例えば高精度カメラレンズの場合、面
精度ニュートンリング3本、アメ1本以内、表面粗さ0
.03μm以内であることが要求される。しかしながら
従来のガラスレンズの製造方法ではガラスと成形金型と
を別々に加熱した後、ガラスを成形金型内に供給しプレ
スを行なうため、プレス途中で非常に温度が不均一にな
りやすく、一定時間以上プレスを保持しなければならな
かった。したがってサイクルタイムに影響を及ぼし安価
なレンズを製造することばできなかった。
すなわちサイクルタイムを短くするためには、多数の成
形型を準備し、成形金型内にガラスを入れたまま加熱し
成形することが最も好ましいと考えられる。
形型を準備し、成形金型内にガラスを入れたまま加熱し
成形することが最も好ましいと考えられる。
しかしながら、特開昭61−26528号公報に示され
ているように、プレス後の冷却において温度傾斜式の徐
冷室を使用して冷却を行った場合、冷却過程で莫大な数
の成形型を必要とするため、好ましい成形方法とは言え
ない。
ているように、プレス後の冷却において温度傾斜式の徐
冷室を使用して冷却を行った場合、冷却過程で莫大な数
の成形型を必要とするため、好ましい成形方法とは言え
ない。
またプレス後の冷却速度がレンズ性能を決定する上で非
常に重要であるが特開昭61−53126号公報に述べ
られているように、加圧力を除去して0.9”C/se
c以下の一定速度で冷却することは、サイクルタイムを
長くすることになるため加圧を行って1010・5ポア
ズ〜1011・5ポアズまでは栄、冷を行ったほうが使
用する成形金型の数が少なくなりより安価なプレスレン
ズを供給することが可能となる。
常に重要であるが特開昭61−53126号公報に述べ
られているように、加圧力を除去して0.9”C/se
c以下の一定速度で冷却することは、サイクルタイムを
長くすることになるため加圧を行って1010・5ポア
ズ〜1011・5ポアズまでは栄、冷を行ったほうが使
用する成形金型の数が少なくなりより安価なプレスレン
ズを供給することが可能となる。
本発明は上記問題点に鑑み、高精度でかつ安価なプレス
レンズを早く製造するためのプレスレンズの成形方法を
提供するものである。
レンズを早く製造するためのプレスレンズの成形方法を
提供するものである。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために本発明のプレスレンズの成形
方法は、ガラス転移点以下の温度を有する成形型に、1
0′2ポアズ以上のガラスプレフォームを供給し、ガラ
スプレフォーム及び成形型の光学面付近の温度が108
〜10′。ポアズのガラス粘度に対応する温度まで加熱
し、数秒乃至数十秒間プレスする。次いでIQIO・5
ポアズ〜IQII・Sポアズまで第1の冷却を行ない、
再び加熱してから第2の冷却を行ない、ガラス転移点以
下でプレスレンズを取り出すものである。本発明におい
てガラスプレフォームとは表面欠陥が除去された予備加
工物であり、形状は任意である。また平均冷却速度は一
定速度とは異なり、速度微分値が定数にならない冷却速
度のことを示す。
方法は、ガラス転移点以下の温度を有する成形型に、1
0′2ポアズ以上のガラスプレフォームを供給し、ガラ
スプレフォーム及び成形型の光学面付近の温度が108
〜10′。ポアズのガラス粘度に対応する温度まで加熱
し、数秒乃至数十秒間プレスする。次いでIQIO・5
ポアズ〜IQII・Sポアズまで第1の冷却を行ない、
再び加熱してから第2の冷却を行ない、ガラス転移点以
下でプレスレンズを取り出すものである。本発明におい
てガラスプレフォームとは表面欠陥が除去された予備加
工物であり、形状は任意である。また平均冷却速度は一
定速度とは異なり、速度微分値が定数にならない冷却速
度のことを示す。
作用
本発明のプレスレンズの成形方法は、ガラス転移点以下
の温度を有する成形型に、IQ+2ポアズ以上のガラス
プレフォームを供給し、ガラスプレフオームおよび成形
型の光学面付近の温度が108〜101Oポアズのガラ
ス粘度に対応する温度まで加熱し、数秒乃至数十秒間プ
レスする。ついで10I0°5ポアズ〜108・5ポア
ズまで第1の冷却を行ない、再び加熱してから第2の冷
却を行ない、ガラス転移点以下でプレスレンズを取り出
すので、第1の冷却で生じた偏肉差の大きいプレスレン
ズの薄肉部と厚肉部との温度差を再加熱することにより
、温度差を緩和させることができ、成形金型の転写面を
ガラスに対して超精密に転写できる。したがって高精度
なプレスレンズを得ることができると共に、サイク゛ル
タイムも短くすることができる。
の温度を有する成形型に、IQ+2ポアズ以上のガラス
プレフォームを供給し、ガラスプレフオームおよび成形
型の光学面付近の温度が108〜101Oポアズのガラ
ス粘度に対応する温度まで加熱し、数秒乃至数十秒間プ
レスする。ついで10I0°5ポアズ〜108・5ポア
ズまで第1の冷却を行ない、再び加熱してから第2の冷
却を行ない、ガラス転移点以下でプレスレンズを取り出
すので、第1の冷却で生じた偏肉差の大きいプレスレン
ズの薄肉部と厚肉部との温度差を再加熱することにより
、温度差を緩和させることができ、成形金型の転写面を
ガラスに対して超精密に転写できる。したがって高精度
なプレスレンズを得ることができると共に、サイク゛ル
タイムも短くすることができる。
但し、再加熱を開始するガラス粘度が10I0・5ポア
ズ以下の場合、第2の冷却工程のガラス転移点付近にお
いて再び薄肉部と厚肉部との間に温度差を生じるため再
加熱の効果がない。また101′・5ポアズ以上で再加
熱を行なおうとすると、第1の冷却で生じた温度差によ
り、厚肉部が不均一な収縮をしており、再度成形型の転
写面を転写させるためには莫大な成形圧力を必要とする
。したがって、10I0°5ポアズ〜1011・5ポア
ズで再加熱を行ない、薄肉部の温度を厚肉部の温度と等
しくなるまで数秒乃至数十秒行なって均熱化を図る。ま
た再加熱時間が長すぎると、厚肉部の内部も上昇する為
、再加熱の効果が減少する。したがって再加熱開始から
60秒以内、好ましくは30秒以内に第2の冷却に移送
することが望ましい。さらに、第2の冷却速度は第1の
冷却速度より遅くすることにより、ガラス転移点付近で
の厚肉部と薄肉部との温度差を小さくすることができる
。
ズ以下の場合、第2の冷却工程のガラス転移点付近にお
いて再び薄肉部と厚肉部との間に温度差を生じるため再
加熱の効果がない。また101′・5ポアズ以上で再加
熱を行なおうとすると、第1の冷却で生じた温度差によ
り、厚肉部が不均一な収縮をしており、再度成形型の転
写面を転写させるためには莫大な成形圧力を必要とする
。したがって、10I0°5ポアズ〜1011・5ポア
ズで再加熱を行ない、薄肉部の温度を厚肉部の温度と等
しくなるまで数秒乃至数十秒行なって均熱化を図る。ま
た再加熱時間が長すぎると、厚肉部の内部も上昇する為
、再加熱の効果が減少する。したがって再加熱開始から
60秒以内、好ましくは30秒以内に第2の冷却に移送
することが望ましい。さらに、第2の冷却速度は第1の
冷却速度より遅くすることにより、ガラス転移点付近で
の厚肉部と薄肉部との温度差を小さくすることができる
。
このプレスレンズの成形方法においてレンズ成形機は空
気と不活性ガスを入れ換える特別の空間を有しておらず
、また真空排気も行なわない簡略化されたレンズ成形機
である。
気と不活性ガスを入れ換える特別の空間を有しておらず
、また真空排気も行なわない簡略化されたレンズ成形機
である。
したがって前記プレスレンズ成形方法を行うことによっ
て非常に安価にプレスレンズを得ることが可能である。
て非常に安価にプレスレンズを得ることが可能である。
実施例
以下、本発明のプレスレンズの成形方法の一実施例を図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
第1図は本実施例に使用したプレスレンズを成形するた
めの成形金型を示すものである。■は第1の光学面を備
えた第1の凹成形型であり、2は第2の光学面を備えた
第2の凹成形型である。第1及び第2の成形型の光学面
は球面または非球面に加工されている。これら第1及び
第2の成形型を案内する胴型として3を有する。この胴
型の長さはレンズ寸法により決定されるが、図示されて
いないプレスシリンダーによりレンズ寸法を決定しても
構わない。4は本実施例に使用したガラスプレフォーム
である。この成形金型において成形されるレンズの形状
は上が曲率半径45mm、下が曲率半径32mm、直径
は30mmで、中心肉厚が7.5mm、周辺肉厚が1.
2mmである。
めの成形金型を示すものである。■は第1の光学面を備
えた第1の凹成形型であり、2は第2の光学面を備えた
第2の凹成形型である。第1及び第2の成形型の光学面
は球面または非球面に加工されている。これら第1及び
第2の成形型を案内する胴型として3を有する。この胴
型の長さはレンズ寸法により決定されるが、図示されて
いないプレスシリンダーによりレンズ寸法を決定しても
構わない。4は本実施例に使用したガラスプレフォーム
である。この成形金型において成形されるレンズの形状
は上が曲率半径45mm、下が曲率半径32mm、直径
は30mmで、中心肉厚が7.5mm、周辺肉厚が1.
2mmである。
第2図は本実施例におけるプレスレンズ成形装置の平面
図であり、成形金型供給口から第1図に示す成形金型を
入れ、搬送レールにより各ステージへ移送する。第3図
、第4図はプレスレンズ成形装置内部のプレスステージ
、第1冷却ステージの断面図である。第5図はプレスレ
ンズの成形刃法を示す温度プロフィール図であり、第1
図に示す成形金型を使用して成形を行なった。プレスし
たガラス材料はSF3であり、まずガラスプレフォーム
を200°Cに予備加熱しておき、常温の成形金型の中
に供給し480°C(10’・5ポアズ)まで加熱ステ
ージで加熱した。次いでプレスステージに移送しプレス
シリンダーを下降させて30秒間プレスを行なった。プ
レス圧力は500kg / altであった。
図であり、成形金型供給口から第1図に示す成形金型を
入れ、搬送レールにより各ステージへ移送する。第3図
、第4図はプレスレンズ成形装置内部のプレスステージ
、第1冷却ステージの断面図である。第5図はプレスレ
ンズの成形刃法を示す温度プロフィール図であり、第1
図に示す成形金型を使用して成形を行なった。プレスし
たガラス材料はSF3であり、まずガラスプレフォーム
を200°Cに予備加熱しておき、常温の成形金型の中
に供給し480°C(10’・5ポアズ)まで加熱ステ
ージで加熱した。次いでプレスステージに移送しプレス
シリンダーを下降させて30秒間プレスを行なった。プ
レス圧力は500kg / altであった。
その後、一旦プレス圧力を開放して第1冷却ステージへ
移送した。第1冷却ステージは430°C一定に保たれ
ており、移送後30秒間プレス圧力を加えた。この時の
平均冷却速度は1.3℃/secであり、435°C(
108・5ポアズ)までガラスを冷却させ、次いで、一
旦プレス圧力を開放して再加熱ステージへ移送した。再
加熱ステージは442°C一定に保たれており、ガラス
を440°C(108ポアズ)まで15秒でガラスを加
熱した。この時、ガラスの薄肉部と厚肉部との間に生じ
ていた温度差10°Cが1°Cとなり、ガラス内部の温
度均一を図ることができた。そして400°Cの第2冷
却ステージに移送して加圧した状態で50秒間保持する
。この時ガラスは405°C(10′3ポアズ)になり
、ここでプレスレンズを取り出しアニール炉に供給した
。
移送した。第1冷却ステージは430°C一定に保たれ
ており、移送後30秒間プレス圧力を加えた。この時の
平均冷却速度は1.3℃/secであり、435°C(
108・5ポアズ)までガラスを冷却させ、次いで、一
旦プレス圧力を開放して再加熱ステージへ移送した。再
加熱ステージは442°C一定に保たれており、ガラス
を440°C(108ポアズ)まで15秒でガラスを加
熱した。この時、ガラスの薄肉部と厚肉部との間に生じ
ていた温度差10°Cが1°Cとなり、ガラス内部の温
度均一を図ることができた。そして400°Cの第2冷
却ステージに移送して加圧した状態で50秒間保持する
。この時ガラスは405°C(10′3ポアズ)になり
、ここでプレスレンズを取り出しアニール炉に供給した
。
上記プレスレンズの成形方法を行なうことにより、波面
収差RM S = 0.028λと極めて良好なプレス
レンズを得ることができた。このプレスレンズの成形方
法は108〜1011・5ポアズの範囲内で行われるの
で成形品の形状変形や、冷却にともなう歪が発生しやす
く、これを防ぐためにガラスと成形金型を共に冷却して
変形を防ぐ。またアニールの前の冷却過程で成形金型と
ガラス温度を同じにして、加圧状態で冷却速度を可変に
制御させるとアニール工程で非常に良好な結果が得られ
る。すなわち冷却における残留歪が殆どなく、アニール
を行なっても高精度な面精度が得られた。
収差RM S = 0.028λと極めて良好なプレス
レンズを得ることができた。このプレスレンズの成形方
法は108〜1011・5ポアズの範囲内で行われるの
で成形品の形状変形や、冷却にともなう歪が発生しやす
く、これを防ぐためにガラスと成形金型を共に冷却して
変形を防ぐ。またアニールの前の冷却過程で成形金型と
ガラス温度を同じにして、加圧状態で冷却速度を可変に
制御させるとアニール工程で非常に良好な結果が得られ
る。すなわち冷却における残留歪が殆どなく、アニール
を行なっても高精度な面精度が得られた。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明のプレスレンズ
の成形方法は、ガラス転移点以下の温度を有する成形型
に、10′2ポアズ以上のガラスプレフォームを供給し
、ガラスプレフォーム及び成形型の光学面付近の温度が
108〜10′。ポアズのガラス粘度に対応する温度ま
で加熱し、数秒乃至数十秒間プレスする。次いで101
0・5ポアズ〜101′・5ポアズまで第1の冷却を行
ない、再び加熱してから第2の冷却を行ない、ガラス転
移点以下でプレスレンズを取り出すので非常にサイクル
タイムの短縮化が図られ、かつ高精度なプレスレンズを
成形することができ本発明の工業的価値は極めて大なる
ものがある。
の成形方法は、ガラス転移点以下の温度を有する成形型
に、10′2ポアズ以上のガラスプレフォームを供給し
、ガラスプレフォーム及び成形型の光学面付近の温度が
108〜10′。ポアズのガラス粘度に対応する温度ま
で加熱し、数秒乃至数十秒間プレスする。次いで101
0・5ポアズ〜101′・5ポアズまで第1の冷却を行
ない、再び加熱してから第2の冷却を行ない、ガラス転
移点以下でプレスレンズを取り出すので非常にサイクル
タイムの短縮化が図られ、かつ高精度なプレスレンズを
成形することができ本発明の工業的価値は極めて大なる
ものがある。
第1図は本発明の実施例に使用した成形金型の断面図、
第2図は本発明の実施例に用いたプレスレンズ成形装置
、第3図はプレスレンズ成形装置内部のプレスステージ
の断面図、第4図はプレスレンズ成形装置内部の第1冷
却ステージの断面図、第5図は本発明の実施例を示す温
度プロフィール図である。 1・・・・・・上成形型、2・・・・・・下成形型、3
・・・・・・胴型、4・・・・・・ガラスプレフォーム
、5・・・・・・搬送レール、6a、6b・・・・・・
カートリッジヒータ、7a、、7b・・・・・・冷却管
、8・・・・・・プレスレンズ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名第3図 第4図 スフージ゛jv艷
第2図は本発明の実施例に用いたプレスレンズ成形装置
、第3図はプレスレンズ成形装置内部のプレスステージ
の断面図、第4図はプレスレンズ成形装置内部の第1冷
却ステージの断面図、第5図は本発明の実施例を示す温
度プロフィール図である。 1・・・・・・上成形型、2・・・・・・下成形型、3
・・・・・・胴型、4・・・・・・ガラスプレフォーム
、5・・・・・・搬送レール、6a、6b・・・・・・
カートリッジヒータ、7a、、7b・・・・・・冷却管
、8・・・・・・プレスレンズ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名第3図 第4図 スフージ゛jv艷
Claims (8)
- (1)ガラス転移点以下の温度を有する成形型に、10
^1^2ポアズ以上のガラスプレフォームを供給し、前
記ガラスプレフォームおよび前記成形型の光学面付近の
温度を10^8〜10^1^0ポアズのガラス粘度に対
応する温度まで加熱し、数秒乃至数十秒間プレスしたの
ち、第1の冷却を行ない10^1^0^.^5ポアズ〜
10^1^1^・^5ポアズに達した時、再加熱してか
ら、第2の冷却を行ない、ガラス転移点以下でプレスレ
ンズを取り出すことを特徴とするプレスレンズの成形方
法。 - (2)プレス圧力が500kg/cm^2以下であるこ
とを特徴とする請求項(1)記載のプレスレンズの成形
方法。 - (3)第1及び第2の冷却は、一定温度に保たれた冷却
ステージを少なくとも1つ設け、前記冷却ステージを順
次移送させて冷却することを特徴とする請求項(1)記
載のプレスレンズの成形方法。 - (4)第1の冷却工程後の再加熱は、ガラスの粘度が1
0^1^0〜10^1^1ポアズまで行なうことを特徴
とする請求項(1)記載のプレスレンズの成形方法。 - (5)第1の冷却工程後の再加熱は、数秒乃至数十秒で
ガラス表面を10^1^0ポアズ〜10^1^1ポアズ
まで加熱し、60秒以内に第2の冷却工程に移すことを
特徴とする請求項(1)記載のプレスレンズの成形方法
。 - (6)第1の冷却は、平均冷却速度を1.0℃/sec
以上で行ない、第2の冷却は平均冷却速度を1.0℃/
sec以下で行なうことを特徴とする請求項(1)記載
のプレスレンズの成形方法。 - (7)第1及び第2の冷却は、冷却ステージへの移送中
を除き、ガラス転移点付近まで加圧を行なうことを特徴
とする請求項(1)記載のプレスレンズの成形方法。 - (8)プレスレンズを取り出した後、アニールを行うこ
とを特徴とする請求項(1)記載のプレスレンズの成形
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13345089A JPH02311322A (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | プレスレンズの成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13345089A JPH02311322A (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | プレスレンズの成形方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02311322A true JPH02311322A (ja) | 1990-12-26 |
Family
ID=15105061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13345089A Pending JPH02311322A (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | プレスレンズの成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02311322A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5264016A (en) * | 1990-09-12 | 1993-11-23 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing glass lenses |
-
1989
- 1989-05-26 JP JP13345089A patent/JPH02311322A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5264016A (en) * | 1990-09-12 | 1993-11-23 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing glass lenses |
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