Поняття стресу
Обговорюючи концепцію стресу, ми неминуче маємо на увазі напругу. Напруга стосується сили, що створюється всередині об’єкта для опору деформації під дією зовнішніх сил. Деформація, з іншого боку, відноситься до відносних змін у формі та розмірі об’єкта під дією зовнішніх сил. Ці дві концепції, як важливі параметри для опису та вимірювання поведінки та характеристик матеріалів під навантаженням, широко використовуються в галузі матеріалознавства.
Стрес лінзи
У галузі матеріалознавства напруга є важливим поняттям. Виробництво полімерних лінз є важливим напрямком застосування в цій галузі, що вимагає відповідних знань про матеріали для лінз. Зараз основні лінзи на ринку в основному виготовляються зі смоляних матеріалів. Під час виробничого процесу утворення напруги в лінзах неминуче. Особливе занепокоєння викликає те, що стресовий вплив лінз неможливо візуально визначити неозброєним оком, і його можна ефективно контролювати лише за допомогою спеціального оптичного тестового обладнання, такого як стресметр. Під час виробничого процесу лінзи зазвичай можуть виявляти два типи явищ внутрішньої напруги: напруга орієнтації та напруга усадки. Ці два типи стресу можуть мати певний вплив на якість і продуктивність лінз, тому їм потрібно приділяти достатню увагу.
① Стрес орієнтації
Під час процесу формування смоляних матеріалів молекулярні ланцюги піддаються високому тиску та високим зусиллям зсуву, що призводить до різких змін. Через те, що молекулярні ланцюги матеріалу застигають у невпорядкованому та розслабленому стані перед повним поверненням у свій природний стан, утворюється залишкова орієнтаційна напруга. Це явище особливо помітно в матеріалах для ПК.
Просте пояснення:
Лінза виготовлена зі смоляного матеріалу. Під час процесу формування перехід від рідкої до твердої лінзи демонструє неповну однорідність, що призводить до внутрішньої напруги. Ця внутрішня напруга проявляється як тиск з областей більшої щільності на області меншої щільності.
②Напруга усадки
У процесі виробництва смоляних матеріалів молекулярні ланцюги, коли вони переходять від плавлення до охолодження, можуть зазнавати нерівномірного розподілу температур охолодження через варіації товщини стінки продукту або каналів охолоджувальної води. Отже, ця різниця температур може призвести до різного ступеня усадки в різних областях. Різниця у швидкості усадки між різними ділянками може призвести до залишкової напруги через вплив сил розтягування та зсуву.
Просте пояснення:
Під час процесу охолодження під час виробництва лінз такі фактори, як різниця в товщині лінзи та їх зв’язок із внутрішнім охолоджуючим обладнанням, наприклад, швидше охолодження в одних областях і повільніше охолодження в інших, можуть призвести до виникнення внутрішньої напруги.
Усунення напруги лінзи
1. Оптимізація технології виробництва
Щоб зменшити утворення внутрішньої напруги під час виготовлення лінз, виробники лінз постійно оптимізують і вдосконалюють технології виробництва. Під час виробництва лінзи лінза проходить три високотемпературні етапи затвердіння. Перший процес затвердіння перетворює лінзу з рідкого стану в твердий стан і усуває внутрішній стрес у твердому стані. Наступні два затвердіння мають на меті багаторазове усунення внутрішньої напруги, завдяки чому досягається найбільш однорідна внутрішня структура лінзи.
2. Релаксація напруги кришталика
Згідно з поясненням закону Гука у фізиці, за умов постійної деформації напруга поступово зменшується з часом, явище, відоме як крива релаксації напруги. Це означає, що вплив напруги орієнтації та усадки, що виникає під час процесу виробництва лінзи, поступово слабшає, оскільки збільшується час зберігання лінзи після формування. Час релаксації напруги лінзи тісно пов'язаний з деформацією та зовнішнім напруженням. За нормальних обставин напруга в лінзі зменшиться до мінімуму приблизно через три місяці після завершення виробництва лінзи. Тому, загалом, внутрішня напруга в лінзі практично зникає після того, як вона виходить із заводу.
Генерація стресу в окулярах
З огляду на розуміння навантаження на лінзи, ми знаємо, що вплив навантаження на окремі вироби з лінз є відносно невеликим і навіть може вважатися незначним. Тому в національному стандарті для лінз у Китаї параметри напруги не входять до критеріїв кваліфікації. Отже, яка основна причина стресу через окуляри? Це в основному тісно пов’язане з технологією процесу виготовлення індивідуальних окулярів.
У магазинах роздрібної торгівлі окулярами під час процесу встановлення шліфованої лінзи в оправу оптик шліфує лінзу трохи більше, ніж фактично необхідний розмір, щоб запобігти надто вільному від’єднанню лінзи та легкому від’єднанню від оправи. Це забезпечує надійну фіксацію, коли лінза кріпиться до оправи за допомогою гвинтів, запобігаючи її ковзанню. Однак ця операція може збільшити напругу лінзи, що призведе до дискомфорту під час носіння. Великі розміри об’єктива або надмірне затягування гвинтів оправи можуть спричинити нерівномірне заломлення поверхні об’єктива, що призведе до хвилеподібної брижі та погіршить якість зображення.
Феномен генерації стресу в окулярах
1. Подвійне променезаломлення
Через дещо більший розмір шліфування лінзи затягування під час процесу складання призводить до стиснення периферійної області лінзи, що призводить до збільшення щільності. Ця зміна щільності змінює вихідний показник заломлення лінзи, тим самим викликаючи виникнення «подвійного променезаломлення» в лінзі.
2. Перекошені
Розсіювання Під час складання окулярів, якщо розмір занадто малий, це призведе до стиснення лінзи, що призведе до утворення поверхневих «зморшок» і спричинить перекошене розсіювання лінзи.
У разі виникнення таких проблем ми можемо зняти лінзу з оправи, щоб змінити стислий стан лінзи. Ця зміна є тимчасовим коригуванням напруги, і після усунення зовнішньої сили стан лінзи може бути полегшений або навіть повністю відновлений. Однак варто зазначити, що якщо є тривалі зміни внутрішньої напруги, спричинені зовнішнім тиском, навіть якщо лінзу розібрати та знову зібрати, це не може гарантувати відновлення лінзи до початкового стану. У цьому випадку єдиним варіантом є вибір нового об’єктива.
Напруга лінзи частіше зустрічається в повноформатних окулярах, а в окулярах з напівоправою вона також може виникнути, якщо оправа надто туга. Цей тип явища зазвичай виникає в периферійній частині кришталика, і невелике напруження має незначний вплив на якість зору та його нелегко помітити. Однак, якщо навантаження є надмірним, воно вплине на центральну оптичну зону, що призведе до розмитості зору та зорової втоми, особливо при погляді на периферію або під час скануючих рухів.
Оскільки напруга окулярів здебільшого спричинена стисненням оправи, окуляри без оправи демонструють кращу ефективність зняття напруги.
Метод самотестування окулярів на стрес
Під впливом зовнішніх сил лінзи з різних матеріалів створюватимуть різні напруги через різницю в щільності, твердості та внутрішній структурі. Однак явища стресу можуть виникати незалежно від матеріалу. Нижче наведено короткий вступ до методу стрес-тестування. Необхідні інструменти — комп’ютерний монітор і поляризаційні лінзи.
Метод роботи:
1. Запустіть комп’ютер і відкрийте порожній документ Word. (Стрес-тестування вимагає використання поляризованого світла, а монітор комп’ютера є поширеним джерелом світла для стрес-тестування.)
2. Поставте окуляри перед екраном комп’ютера та уважно спостерігайте, чи немає аномальних явищ.
3. Використовуйте поляризаційні лінзи (варіанти включають поляризаційні сонцезахисні окуляри, поляризаційні кліпси для лінз і 3D-окуляри для кіно), щоб спостерігати за структурою напруги на лінзах окулярів і моніторі комп’ютера.
Поляризаційні лінзи можуть виявити смугасті спотворення в периферійній області лінзи, що є проявом стресових патернів. Розподіл напруги на окулярах зазвичай проявляється у вигляді точок напруги та полів напруги, а ступінь напруги тісно пов’язаний із ефектом напруги окулярів. Аналізуючи розподіл напруги, ми можемо легко визначити напрямок стиснення та величину деформації, яку зазнала лінза під час процесу складання.
Після перевірки вихідна лінза до складання все ще містить певний ступінь напруги за відсутності зовнішніх сил. Це відбувається через нерівномірні сили, такі як стиснення та усадка під час виробничого процесу, що призводить до внутрішньої напруги. Варто зазначити, що наявності внутрішнього стресу в окулярах важко уникнути, і невелика або мінімальна кількість шаблонів стресу є прийнятною. У той же час візерунки напруги не повинні поширюватися на оптичний центр лінзи, щоб уникнути впливу на якість зображення.
На закінчення
Вплив окулярів на стрес може вплинути на їх якість зору, наприклад, дискомфорт під час носіння та розсіювання в периферичному полі зору. Однак слід визнати, що стресового стану окулярів важко уникнути, і поки він знаходиться в розумних межах, вплив на зір може бути майже незначним. Індивідуальні лінзи виграють від токарної технології, що призводить до менших умов стресу, і зараз стали домінуючим продуктом на ринку окулярів високого класу.
Час публікації: 12 січня 2024 р