Stressbegrebet
Når vi diskuterer begrebet spænding, er vi uundgåeligt nødt til at inddrage tøjning. Spænding refererer til den kraft, der genereres i et objekt for at modstå deformation under ydre kræfter. Tøjning refererer derimod til de relative ændringer i et objekts form og størrelse under ydre kræfter. Disse to begreber, som er vigtige parametre til at beskrive og måle materialers adfærd og ydeevne under belastning, er meget anvendte inden for materialevidenskab.
Linsens stress
Inden for materialevidenskab er spænding et vigtigt begreb. Produktion af resinlinser er en vigtig anvendelsesretning inden for dette felt, der involverer relevant viden om linsematerialer. I dag er de mest almindelige linser på markedet hovedsageligt lavet af resinmaterialer. Under produktionsprocessen er generering af spænding i linserne uundgåelig. Af særlig bekymring er, at linsernes spændingseffekt ikke kan identificeres visuelt med det blotte øje og kun kan overvåges effektivt ved hjælp af specialiseret optisk testudstyr såsom en spændingsmåler. Under produktionsprocessen kan linser generelt udvise to typer interne spændingsfænomener: orienteringsspænding og krympningsspænding. Disse to typer spænding kan have en vis indflydelse på linsernes kvalitet og ydeevne og skal derfor gives tilstrækkelig opmærksomhed.
① Orienteringsspænding
Under støbeprocessen af harpiksmaterialer udsættes molekylkæderne for højt tryk og høje forskydningskræfter, hvilket får dem til at undergå drastiske ændringer. Da materialets molekylkæder fryses i en uordnet og afslappet tilstand, før de helt vender tilbage til deres naturlige tilstand, genereres der restorienteringsspænding. Dette fænomen er især tydeligt i PC-materialer.
Enkel forklaring:
Linsen er lavet af harpiksmateriale. Under støbeprocessen viser overgangen fra flydende til fast linse ufuldstændig ensartethed, hvilket resulterer i indre spænding. Denne indre spænding manifesterer sig som tryk fra områder med højere densitet mod områder med lavere densitet.
② Krympningsspænding
Under produktionsprocessen af harpiksmaterialer kan molekylkæderne, når de går fra smeltning til afkøling, opleve ujævn fordeling af køletemperaturer på grund af variationer i produktets vægtykkelse eller kølevandskanaler. Følgelig kan denne temperaturforskel føre til varierende grader af krympning i forskellige områder. Forskellen i krympningshastigheder mellem forskellige områder kan resultere i restspændinger på grund af virkningerne af træk- og forskydningskræfter.
Enkel forklaring:
Under køleprocessen i linseproduktionen kan faktorer som forskelle i linsetykkelse og deres forhold til det interne køleudstyr, for eksempel hurtigere afkøling i nogle områder og langsommere afkøling i andre, alle føre til dannelse af intern spænding.
Eliminering af linsestress
1. Optimering af produktionsteknikker
For at reducere genereringen af intern spænding under linsefremstilling optimerer og forbedrer linseproducenter løbende produktionsteknikkerne. Under linseproduktionsprocessen gennemgår linsen tre højtemperaturhærdningstrin. Den første hærdningsproces transformerer linsen fra en flydende tilstand til en fast tilstand og eliminerer den iboende spænding i det faste stof. De efterfølgende to hærdninger sigter mod at eliminere intern spænding flere gange og derved opnå den mest ensartede interne struktur i linsen.
2. Afslapning af linsestress
Ifølge forklaringen af Hookes lov i fysik, falder spændingen under konstante belastningsforhold gradvist over tid, et fænomen kendt som en spændingsrelaksationskurve. Det betyder, at orienterings- og krympningsspændingseffekterne, der genereres under linseproduktionsprocessen, gradvist svækkes, efterhånden som linsens opbevaringstid efter støbning øges. Relaksationstiden for linsespændingen er tæt forbundet med belastningen og den eksterne belastning. Under normale omstændigheder vil spændingen i linsen falde til et minimum efter cirka tre måneder efter færdiggørelsen af linseproduktionen. Derfor er den interne spænding i linsen generelt stort set elimineret, efter at den forlader fabrikken.
Generering af stress i briller
Med vores forståelse af linsebelastning ved vi, at belastningens påvirkning på individuelle linseprodukter er relativt lille og endda kan betragtes som ubetydelig. Derfor er belastningsparametre ikke inkluderet i kvalifikationskriterierne i den nationale standard for linser i Kina. Så hvad er den grundlæggende årsag til belastning af brilleglas? Dette er primært tæt forbundet med procesteknologien bag skræddersyet fremstilling af briller.
I brilleforretninger sliber optikeren under monteringen af det slebne glas i stellet glaset en smule større end den faktisk krævede størrelse for at forhindre, at glaset sidder for løst og let løsner sig fra stellet. Dette sikrer en sikker pasform, når glaset fastgøres til stellet med skruer, hvilket forhindrer det i at glide. Denne operation kan dog øge belastningen på glaset, hvilket kan føre til ubehag under brug. For store glasdimensioner eller overspænding af stelskruerne kan forårsage ujævn brydning på glasoverfladen, hvilket resulterer i bølgelignende krusninger og påvirker billedkvaliteten.
Fænomenet med generering af stress i brilleglasset
1. Dobbeltbrydning
På grund af linsens lidt større slibestørrelse forårsager stramning under samlingsprocessen, at linsens perifere område komprimeres, hvilket resulterer i øget tæthed. Denne ændring i tæthed ændrer linsens oprindelige brydningsindeks og fremkalder derved forekomsten af "dobbeltbrydning" i linsen.
2. Skæv
Spredning Under monteringsprocessen af brillerne, hvis størrelsen er for stram, vil det medføre, at linsen bliver komprimeret, hvilket resulterer i overflade"rynker" og udløser skæv spredning af linsen.
Når man står over for sådanne problemer, kan vi fjerne linsen fra rammen for at ændre linsens komprimerede tilstand. Denne ændring er en midlertidig belastningsjustering, og efter at den eksterne kraft er fjernet, kan linsens tilstand afhjælpes eller endda genoprettes fuldstændigt. Det er dog værd at bemærke, at hvis der er langvarige interne belastningsændringer forårsaget af eksternt tryk, kan det ikke garanteres, at linsen gendannes til sin oprindelige tilstand, selvom linsen skilles ad og samles igen. I dette tilfælde er den eneste mulighed at vælge at tilpasse en ny linse.
Linsebelastning er mere almindelig i full-frame briller, og i semi-indfatningsløse briller kan det også forekomme, hvis indfatningstråden er for stram. Denne type fænomen forekommer normalt i linsens perifere område, og let belastning har en mindre indflydelse på den visuelle kvalitet og er ikke let mærkbar. Men hvis belastningen er for stor, vil den påvirke den centrale optiske zone, hvilket fører til sløret syn og visuel træthed, især når man ser på periferien eller under scanningsbevægelser.
Fordi belastningen på brilleglasset primært skyldes kompression af stellet, udviser rammeløse briller bedre belastningsaflastning.
Selvtestmetode til brillerstress
Efter at være blevet udsat for eksterne kræfter, vil linser af forskellige materialer producere forskellige spændingsmønstre på grund af forskelle i densitet, hårdhed og indre struktur. Spændingsfænomener kan dog forekomme uanset materialet. Følgende er en kort introduktion til en stresstestmetode. De nødvendige værktøjer er en computerskærm og polariserede linser.
Driftsmetode:
1. Start computeren, og åbn et tomt Word-dokument. (Stresstestning kræver brug af polariseret lys, og en computerskærm er en almindelig kilde til stresstestlys.)
2. Placer brillerne foran computerskærmen, og observer omhyggeligt, om der er unormale fænomener til stede.
3. Brug polariserede linser (mulighederne inkluderer polariserede solbriller, polariserede linseclips og 3D-filmbriller) til at observere belastningsmønstrene på brillernes linser og computerskærmen.
Polariserede linser kan afsløre den stribede forvrængning i linsens perifere område, hvilket er en manifestation af stressmønstre. Fordelingen af stress på brillerne fremstår normalt som stresspunkter og stressfelter, og graden af stressmønstre er tæt forbundet med glassets stresseffekt. Ved at analysere fordelingen af stressmønstre kan vi nemt bestemme kompressionsretningen og mængden af belastning, som linsen har været udsat for under samleprocessen.
Ved inspektion viser det sig, at den originale linse før samling stadig indeholder en vis grad af spænding i fravær af eksterne kræfter. Dette skyldes ujævne kræfter såsom kompression og krympning under produktionsprocessen, hvilket resulterer i intern spænding. Det er værd at bemærke, at tilstedeværelsen af intern spænding i briller er vanskelig at undgå, og en lille eller minimal mængde spændingsmønstre er acceptabel. Samtidig bør spændingsmønstre ikke fordeles til linsens optiske centrum for at undgå at påvirke den visuelle kvalitet.
Afslutningsvis
Stresspåvirkningen fra briller kan påvirke deres visuelle kvalitet, såsom ubehag under brug og spredning i det perifere synsfelt. Vi bør dog erkende, at stresstilstanden ved briller er svær at undgå, og så længe den er inden for et rimeligt område, kan påvirkningen på synet være næsten ubetydelig. Tilpassede linser drager fordel af drejebænkteknologi, hvilket resulterer i lavere stressforhold, og er nu blevet det dominerende produkt på markedet for high-end briller.
Opslagstidspunkt: 12. januar 2024