Il concetto di stress
Quando si parla di stress, è inevitabile considerare anche la deformazione. Lo stress si riferisce alla forza generata all'interno di un oggetto per resistere alla deformazione sotto l'azione di forze esterne. La deformazione, d'altro canto, si riferisce alle variazioni relative di forma e dimensione di un oggetto sotto l'effetto di forze esterne. Questi due concetti, in quanto parametri importanti per descrivere e misurare il comportamento e le prestazioni dei materiali sotto stress, sono ampiamente utilizzati nel campo della scienza dei materiali.
Stress della lente
Nel campo della scienza dei materiali, lo stress è un concetto fondamentale. La produzione di lenti in resina rappresenta un'importante area applicativa in questo settore, che richiede una conoscenza approfondita dei materiali utilizzati per le lenti. Attualmente, le lenti più diffuse sul mercato sono realizzate principalmente in resina. Durante il processo produttivo, la generazione di stress nelle lenti è inevitabile. È particolarmente importante sottolineare che l'effetto dello stress sulle lenti non è visibile a occhio nudo e può essere monitorato efficacemente solo con l'ausilio di apparecchiature di test ottiche specializzate, come un dinamometro. Durante il processo produttivo, le lenti possono generalmente presentare due tipi di fenomeni di stress interno: stress di orientamento e stress da contrazione. Entrambi i tipi di stress possono avere un impatto significativo sulla qualità e sulle prestazioni delle lenti e, pertanto, è necessario prestare la dovuta attenzione.
① Stress di orientamento
Durante il processo di stampaggio dei materiali in resina, le catene molecolari sono sottoposte ad alta pressione e ad elevate forze di taglio, subendo drastici cambiamenti. Poiché le catene molecolari del materiale rimangono bloccate in uno stato disordinato e rilassato prima di ritornare completamente al loro stato naturale, si genera una tensione di orientamento residua. Questo fenomeno è particolarmente evidente nei materiali in policarbonato (PC).
Spiegazione semplice:
La lente è realizzata in materiale resinoso. Durante il processo di stampaggio, la transizione dallo stato liquido a quello solido non è perfettamente uniforme, generando tensioni interne. Queste tensioni interne si manifestano come pressione esercitata dalle zone a maggiore densità sulle zone a minore densità.
②Stress da contrazione
Durante il processo di produzione dei materiali resinosi, le catene molecolari, passando dallo stato fuso a quello di raffreddamento, possono subire una distribuzione non uniforme delle temperature di raffreddamento a causa delle variazioni nello spessore delle pareti del prodotto o dei canali dell'acqua di raffreddamento. Di conseguenza, questa differenza di temperatura può portare a diversi gradi di contrazione in aree differenti. La differenza nei tassi di contrazione tra le diverse aree può generare tensioni residue dovute all'azione di forze di trazione e di taglio.
Spiegazione semplice:
Durante il processo di raffreddamento nella produzione delle lenti, fattori quali le differenze di spessore delle lenti e la loro relazione con le apparecchiature di raffreddamento interne, ad esempio un raffreddamento più rapido in alcune aree e più lento in altre, possono tutti portare alla generazione di tensioni interne.
L'eliminazione dello stress del cristallino
1. Ottimizzazione delle tecniche di produzione
Al fine di ridurre la generazione di tensioni interne durante la produzione delle lenti, i produttori di lenti ottimizzano e migliorano continuamente le tecniche di produzione. Durante il processo di produzione, la lente viene sottoposta a tre fasi di polimerizzazione ad alta temperatura. Il primo processo di polimerizzazione trasforma la lente dallo stato liquido allo stato solido ed elimina le tensioni interne intrinseche al solido. Le due polimerizzazioni successive mirano a eliminare ulteriormente le tensioni interne, ottenendo così la struttura interna più uniforme possibile della lente.
2. Rilassamento della tensione del cristallino
Secondo la legge di Hooke, in fisica, in condizioni di deformazione costante, la tensione diminuisce gradualmente nel tempo, un fenomeno noto come curva di rilassamento delle tensioni. Ciò significa che gli effetti di tensione dovuti all'orientamento e al ritiro, generati durante il processo di produzione delle lenti, si attenuano gradualmente con l'aumentare del tempo di conservazione della lente dopo lo stampaggio. Il tempo di rilassamento delle tensioni nella lente è strettamente correlato alla deformazione e alle sollecitazioni esterne. In circostanze normali, la tensione nella lente si riduce al minimo dopo circa tre mesi dal completamento della produzione. Pertanto, in generale, la tensione interna nella lente viene sostanzialmente eliminata dopo che questa lascia la fabbrica.
La generazione di stress negli occhiali
Considerando le dinamiche delle sollecitazioni a cui sono sottoposte le lenti, sappiamo che l'impatto di tali sollecitazioni sui singoli prodotti è relativamente ridotto e può persino essere considerato insignificante. Pertanto, nello standard nazionale cinese per le lenti, i parametri relativi alle sollecitazioni non sono inclusi nei criteri di qualificazione. Qual è dunque la causa principale delle sollecitazioni a cui sono sottoposte le lenti degli occhiali? Questa è strettamente correlata alla tecnologia di processo per la realizzazione di occhiali personalizzati.
Nei negozi di ottica, durante il processo di installazione della lente molata nella montatura, l'ottico la mola leggermente più grande della dimensione effettivamente necessaria per evitare che sia troppo allentata e si stacchi facilmente dalla montatura. Ciò garantisce un fissaggio sicuro quando la lente viene fissata alla montatura con le viti, impedendone lo scivolamento. Tuttavia, questa operazione può aumentare la tensione sulla lente, causando fastidio quando viene indossata. Dimensioni della lente eccessive o un serraggio eccessivo delle viti della montatura possono causare una rifrazione non uniforme sulla superficie della lente, con conseguente formazione di increspature ondulate e compromissione della qualità dell'immagine.
Il fenomeno della generazione di stress da occhiali
1. Birifrangenza
A causa della dimensione leggermente maggiore della superficie di contatto della lente, il serraggio durante il processo di assemblaggio provoca la compressione della zona periferica della lente, con conseguente aumento della densità. Questa variazione di densità altera l'indice di rifrazione originale della lente, inducendo così la comparsa della birifrangenza.
2. storto
Durante il processo di assemblaggio degli occhiali, se la misura è troppo stretta, la lente verrà compressa, causando "pieghe" sulla superficie e una dispersione anomala della luce.
In presenza di tali problemi, è possibile rimuovere la lente dalla montatura per modificarne la compressione. Questa modifica rappresenta una compensazione temporanea dello stress e, una volta rimossa la forza esterna, lo stato della lente può essere alleviato o addirittura completamente ripristinato. Tuttavia, è importante notare che, in caso di alterazioni permanenti dello stress interno causate da una pressione esterna, anche smontando e rimontando la lente non si può garantire il suo ripristino allo stato originale. In questo caso, l'unica opzione è optare per una lente personalizzata.
La tensione della lente è più comune negli occhiali con montatura completa, mentre negli occhiali semi-rimless può verificarsi anche se il filo della montatura è troppo teso. Questo tipo di fenomeno si manifesta solitamente nella zona periferica della lente e una tensione lieve ha un impatto minimo sulla qualità visiva, risultando difficilmente percepibile. Tuttavia, se la tensione è eccessiva, può interessare la zona ottica centrale, causando visione sfocata e affaticamento visivo, soprattutto durante lo sguardo periferico o i movimenti di scansione.
Poiché la pressione esercitata dagli occhiali è causata principalmente dalla compressione della montatura, gli occhiali senza montatura offrono una migliore capacità di alleviare tale pressione.
Metodo di autotest per la resistenza degli occhiali
Dopo essere state sottoposte a forze esterne, le lenti realizzate con materiali diversi produrranno differenti configurazioni di stress a causa delle differenze di densità, durezza e struttura interna. Tuttavia, i fenomeni di stress possono verificarsi indipendentemente dal materiale. Di seguito viene fornita una breve introduzione a un metodo di prova di stress. Gli strumenti necessari sono un monitor per computer e lenti polarizzate.
Metodo operativo:
1. Avvia il computer e apri un documento Word vuoto. (I test di stress richiedono l'uso di luce polarizzata e un monitor del computer è una fonte di luce comune per i test di stress.)
2. Posiziona gli occhiali davanti allo schermo del computer e osserva attentamente per verificare la presenza di eventuali fenomeni anomali.
3. Utilizzare lenti polarizzate (tra le opzioni figurano occhiali da sole polarizzati, clip per lenti polarizzate e occhiali per film 3D) per osservare le configurazioni di stress sulle lenti degli occhiali e sul monitor del computer.
Le lenti polarizzate possono rivelare una distorsione a strisce nella zona periferica, che è la manifestazione di modelli di stress. La distribuzione dello stress sulle lenti si presenta solitamente come punti e campi di stress, e il grado di questi modelli di stress è strettamente correlato all'effetto dello stress sulle lenti. Analizzando la distribuzione dei modelli di stress, possiamo facilmente determinare la direzione della compressione e l'entità della deformazione subita dalla lente durante il processo di assemblaggio.
A un'attenta ispezione, la lente originale, prima dell'assemblaggio, presenta ancora un certo grado di tensione in assenza di forze esterne. Ciò è dovuto a forze non uniformi, come compressione e contrazione, durante il processo di produzione, che generano tensioni interne. È importante sottolineare che la presenza di tensioni interne negli occhiali è difficile da evitare completamente, e una quantità minima o nulla di tensioni è da considerarsi accettabile. Allo stesso tempo, le tensioni non devono essere concentrate al centro ottico della lente per non compromettere la qualità visiva.
Insomma
Le sollecitazioni a cui sono sottoposti gli occhiali possono influire sulla qualità visiva, causando ad esempio fastidio durante l'utilizzo e sfocatura nel campo visivo periferico. Tuttavia, è importante riconoscere che le sollecitazioni a cui sono sottoposti gli occhiali sono difficili da evitare completamente e, finché rimangono entro limiti ragionevoli, l'impatto sulla vista può essere pressoché trascurabile. Le lenti personalizzate, grazie alla tecnologia di tornitura, presentano minori sollecitazioni e sono ormai diventate il prodotto di punta nel mercato dell'occhialeria di alta gamma.
Data di pubblicazione: 12 gennaio 2024