Silmiä avaava kokemus Steiner Optikin tehtaalla

Miksi laadukas optiikka on kallista? Mitä laatu tarkoittaa käytännössä? Takaako ”Made in Germany” muutakin kuin korkean hinnan?

Näihin kysymyksiin sain tilaisuuden lähteä hakemaan vastausta Steiner Optikin tehtaalta Saksasta Bayreuthista. Tehdas perustettiin heti sodan jälkeen 1947 ja nyt 70 v juhlavuoden kunniaksi paikalle kutsuttiin mediaväkeä Suomesta ja Ruotsista. Olen testaillut tässä blogissa erilaista optiikkaa silmälaseista kiikareihin ja kameroista valonvahvistimeen, joten aihe todellakin kiinnostaa jo teknisessäkin mielessä. Sekä tietysti ihan puhtaasti kuluttajan näkövinkkelistä, sen verran paljon on vuosien aikana optiikkaan tullut sijoitettua.

Laatu muodostuu asioista jotka jäävät piiloon

Aika nopeasti selvisi, ettei Steinerin laadussa ole kyse pelkästään insinööritaidosta tai pitkästä perinteestä. Kiikareiden valmistus on vielä tänäkin päivänä erittäin käsityövaltaista osaamista. Korkea laatu muodostuu ennen kaikkea laaduntarkkailusta, joka heillä on militaria-tuotannon vuoksi viety lähes neuroottiselle tasolle.

Kiikareiden valmistuksessa on keskimäärin noin 500 erillistä yksittäistä työvaihetta. Kaikkien työvaihekokonaisuuksien jälkeen, ennen kuin osa siirtyy seuraavaan vaiheeseen, tarkastaa työn tehnyt ammattilainen jokaisen yksittäisen komponentin oman työnsä osalta. Tämän lisäksi tarkastuksia tekevät erilliset laaduntarkkailijat osakokonaisuuksien, esimerkiksi kaikkien objektiivien, prismojen ja okulaarien osalta.  Lopulta valmiit tuotteet testataan jälleen kerran yksitellen optisen laadun ja mekaanisen kestävyyden osalta vielä erikseen.

Kaikki alkaa optisesta lasista

Optista lasia on saatavissa satoja erilaisia laatuja. Perusraaka-aine näissä kaikissa on pii, jonka joukkoon lisätään mm. bariumia, kaliumkarbonaattia ja lyijyoksidia. Eri laseilla on erilainen taittokerroin ja valon hajontaominaisuudet. Mitä tiheämpää lasi on optisesti, sitä enemmän se taittaa valoa eli sitä suurempi taitekerroin sillä on.

Kiikarin objektiivi valmistetaan yhdistelemällä erilaisista optisista laseista hiottuja linssejä. Linssit pyritään valmistamaan mahdollisimman ohuiksi, koska silloin ne ovat kevyet ja kiikaria on miellyttävämpi käyttää. Valontaittokyvyn täytyy kuitenkin objektiivissa olla suuri. Tämän takia linsseissä käytetään optisesti mahdollisimman tiheää ainetta.

Ennen kuin optisesta lasista aletaan hioa linssejä, tarkastetaan:
• ettei siinä ole sisäisiä jännitteitä
• ettei siinä ole virheitä, kuten kuplia tai juovia
• että lasin sisus on täysin väritön ja kirkas
• että taittokerroin ja hajonta vastaavat täsmälleen asetettuja vaatimuksia

Linssien hionta

Tarkistettu ja pyöreäksi muotoiltu lasi on valmis hiottavaksi. Linssi on vielä tässä vaiheessa mattapintainen ja maidonvalkea. Aivan ensimmäiseksi, puoli kerrallaan, linssi hiotaan karkeasti haluttuun muotoon. Työssä käytetään erittäin nopeaa nestehiontakonetta.

Toisessa hionnassa hienojakoinen hiontalaikka ja hiekkamainen neste työstävät linssiä, kunnes saavutetaan täsmälleen haluttu kaarevuus. Tämän jälkeen linssi kiillotetaan läpinäkyväksi. Seuraavaksi tarkastetaan linssin optinen laatu ja hionnan tarkkuus millin tuhannesosien tarkkuudella. Lopuksi tarkastetaan vielä keskittäminen, eli optisen akselin on kuljettava täsmälleen linssin keskipisteen läpi.

Kiikarin prismat...

...hiotaan ja käsitellää...

...kuten linssitkin.

Linssin pinnoitus

Hyväksytyt linssit pestään tietokoneohjatulla ultraäänipesurilla. Puhtaan virheetön linssi pinnoitetaan tyhjiöhöyrystimessä. Pinnoituksessa käytetty mineraalikoktailin tarkka koostumus on varjeltu liikesalaisuus. Mineraalipelletit höyrystetään sädettämällä niitä elektroneilla, ja näin linssien pintaan muodostuu haluttu pinnoite.

Pintakäsittelyn ensisijainen tarkoitus on vähentää ei-toivottuja heijastuksia valon kulkiessa linssien läpi. Näin saadaan kirkkaampi kuva ja parempi kontrasti.

Tähän tyhjiöhöyrystimeen laitetaan linssit...

...ja mineraalipellettejä tästä purkista...

...sekä jotain muuta tästä purkista.

Pinnoitettuja linssejä

Tavallisen ikkunalasin valonläpäisy on noin 95%. Laadukkaassa kiikarissa on helposti 8-20 linssiä, mutta pinnoituksen avulla voidaan silti päästä yli 97%:n valonläpäisyyn. Käsittelyllä saavutetaan myös kosteutta ja likaa hylkivä pinta, joka entisestään parantaa kiikarin käytettävyyttä sekä optista laatua.

Kiikarien kokoonpano

Objektiivien ja okulaarien kokoonpanon yhteydessä osa linsseistä liimataan eli kitataan toisiinsa kiinni. Kiinnitykseen käytetään ultraviolettiherkkää liimaa ja näin aikaansaadaan huomattavasti paremmin kuumuutta kestävä liitos kuin perinteisillä menetelmillä. Yhteen liimaaminen poistaa myös muutoin linssin reunoissa esiintyvät valon käyttäytymisestä johtuvat optiset värivirheet, joita ilman kittaamista esiintyisi.

Linssien ja mekaanisten osien kokoonpano tapahtuu alipaineistetussa ja pölyltä suojatussa tilassa. Kokoonpanolinjalla mitataan linssienväliset etäisyydet sekä sovitetaan optisten akseleiden asettuminen yhteen. Jopa millimetrin sadasosan poikkeama huonontaisi kuvanlaatua.

Kokoonpanossa mahdolliset epäpuhtaudet puhalletaan pois laboratoriopuhtaalla typpikaasulla. Näin toimitaan, koska paineilma saattaisi itsessään sisältää epäpuhtauksia.

Kiikaritähtäimen ristikko kalibroidaan objektiivin kaikille polttovälialueille. Tämä käsityövaihe on äärimmäisen kriittinen osumatarkkuuden kanssa, ja se vie aikaa jopa 7-8 minuuttiin tähtäintä kohden.

Tähtäimen ristikon kohdistus tarkistetaan vielä kollimaattorin avulla.

Optiikan kokoonpanon jälkeen kiikarista poistetaan ilma ja tilalle laitetaan typpitäyte. Näin rakenteesta muodostuu täysin ilma- ja vesitiivis. Typen tehtävänä on estää veden tiivistyminen linssien sisäpuolelle ulkolämpötilojen vaihdellessa. Vuorokauden kuluttua tarkastetaan vielä kiikarin sisäisen typen paine. Samalla varmistetaan täydellinen tiiviys.

Äärimmäiset testit

Steinerin tehdaslaboratorio ottaa tuotannosta pistokokein kiikareita äärimmäisiin kestotesteihin, joissa halutaan simuloida tuotteeseen sen elinkaaren aikana kohdistuvia rasituksia.

Kiihtyvyysrasitustestissä tähtäinkiikariin kohdistetaan tuotesarjasta riippuen 500 – 2000 G:n täräyksiä. Lyhyt koe vastaa satojen laukausten aiheuttamaa rasitusta tähtäinkiikariin.

Laboratorion sääkaapeissa kiikareita voidaan altistaa pitkäaikaisesti äärimmäisille säätilan muutoksille, arktisista oloista aavikon kuivaan kuumuuteen ja tropiikin kosteaan lämpöön.

Kiikareiden mekaaniset osat altistetaan tuhansille säätöliikkeille pitkäaikaisen toimivuuden varmistamiseksi.

Porroprismakiikareiden runkomateriaali on polykarbonaattia. Polykarbonaatille ominaista on suuri iskunkestävyys yhdistettynä jäykkyyteen ja lujuuteen, myös alhaisissa lämpötiloissa. Materiaali pystyy palautumaan rasituksen jälkeen murtumatta alkuperäiseen muotoonsa.

Optiikan valonläpäisykyky mitataan koko näkyvän valon spektrillä.

Tässä testissä näkyy, kuinka Steiner Nighthunter 8x56 kiikarin valonläpäisykyky on korkea kaikilla silmin nähtävissä olevilla aallonpituuksilla.

Tehdas lupaa kiikarille 96%:n valonläpäisyn ja tällä testissä olleella kiikarilla se ylti jopa 97,2%:iin.

Lopputarkastus

Jokaisen Steiner Optikin tehtailla valmistetun katselu- ja tähtäinkiikarin täytyy vielä läpäistä lopputarkastus ennen kuin ne lähtevät kauppoihin. Ensimmäiseksi kiikarit paistetaan +80°C uunissa. Seuraavaksi niiden on läpäistävä täristystesti. Tämän jälkeen kiikarit laitetaan -40°C pakastimeen. Lopuksi tehdään upotustesti painekattilassa.

Mekaanisten rasitustestien jälkeen tarkastetaan vielä optinen laatu tarkoilla mittareilla ja
aistinvaraisin havainnoin. Nyt voidaan olla täysin varmoja, että asiakkaille luvattu sään- ja vedenkestävyys eivät ole pelkästään mainostekstiä, vaan jokaisen tuotteen testattu ominaisuus.

 Tehdas lupaakin tuotesarjasta riippuen kiikareilleen 10 tai 30 vuoden takuun.

Jatkuva tuotekehitys

Steiner Optik on tuonut ensimmäisenä markkinoille monta innovaatiota, jotka nykyään ovat yleistyneet myös muilla laatumerkeillä.  Näitä ovat mm.

• kiikareiden typpitäyttö
• Nano-Protection ja UV coated -linssipinnoitteet
• kumipäällysteinen panssarikotelointi
• kiikariin integroitu kompassi
• kiikariin integroitu laseretäisyysmittari

Erämiehen Päiväkirja

Matkalla mukana oli myös Erämiehen päiväkirja -videoblogi.

Kannattaa käydä tsekkaamassa blogin laadukasta sisältöä laajemminkin.

Making of...

...kovaa settiä tulossa Erämkiehen Päiväkirjaan.

#teamsakonordic