O conceito de estresse
Ao discutirmos o conceito de tensão, inevitavelmente temos que abordar a deformação. Tensão refere-se à força gerada dentro de um objeto para resistir à deformação sob a ação de forças externas. Deformação, por outro lado, refere-se às mudanças relativas na forma e no tamanho de um objeto sob a ação de forças externas. Esses dois conceitos, como parâmetros importantes para descrever e medir o comportamento e o desempenho de materiais sob tensão, são amplamente utilizados na área da ciência dos materiais.
Estresse da lente
Na área da ciência dos materiais, a tensão é um conceito importante. A produção de lentes de resina é uma importante área de aplicação nesse campo, que envolve conhecimento relevante sobre materiais para lentes. Atualmente, as lentes mais comuns no mercado são feitas principalmente de materiais de resina. Durante o processo de produção, a geração de tensão nas lentes é inevitável. Uma preocupação particular é que o efeito da tensão nas lentes não pode ser identificado visualmente a olho nu e só pode ser monitorado efetivamente com a ajuda de equipamentos especializados de teste óptico, como um medidor de tensão. Durante o processo de produção, as lentes geralmente podem apresentar dois tipos de fenômenos de tensão interna: tensão de orientação e tensão de contração. Esses dois tipos de tensão podem ter um certo impacto na qualidade e no desempenho das lentes e, portanto, precisam receber atenção adequada.
① Estresse de orientação
Durante o processo de moldagem de materiais resinosos, as cadeias moleculares são submetidas a alta pressão e elevadas forças de cisalhamento, causando alterações drásticas. Devido ao fato de as cadeias moleculares do material ficarem congeladas em um estado desordenado e relaxado antes de retornarem completamente ao seu estado natural, gera-se uma tensão residual de orientação. Esse fenômeno é particularmente evidente em materiais de policarbonato (PC).
Explicação simples:
A lente é feita de resina. Durante o processo de moldagem, a transição do estado líquido para o sólido apresenta uniformidade incompleta, resultando em tensão interna. Essa tensão interna se manifesta como pressão exercida por áreas de maior densidade sobre áreas de menor densidade.
② Tensão de contração
Durante o processo de produção de materiais resinosos, as cadeias moleculares, ao passarem do estado fundido para o resfriado, podem sofrer uma distribuição não uniforme de temperaturas de resfriamento devido a variações na espessura da parede do produto ou nos canais de água de resfriamento. Consequentemente, essa diferença de temperatura pode levar a diferentes graus de contração em diferentes áreas. A diferença nas taxas de contração entre as diferentes áreas pode resultar em tensões residuais devido aos efeitos das forças de tração e cisalhamento.
Explicação simples:
Durante o processo de resfriamento na produção de lentes, fatores como diferenças na espessura das lentes e sua relação com o equipamento de resfriamento interno, por exemplo, resfriamento mais rápido em algumas áreas e mais lento em outras, podem levar à geração de tensões internas.
Eliminação do estresse das lentes
1. Otimização das técnicas de produção
Para reduzir a geração de tensões internas durante a fabricação de lentes, os fabricantes otimizam e aprimoram continuamente as técnicas de produção. Durante o processo de fabricação, a lente passa por três etapas de cura em alta temperatura. A primeira etapa transforma a lente do estado líquido para o sólido, eliminando as tensões internas inerentes ao sólido. As duas etapas subsequentes visam eliminar as tensões internas múltiplas vezes, obtendo-se assim uma estrutura interna mais uniforme da lente.
2. Relaxamento da tensão da lente
De acordo com a explicação da lei de Hooke na física, sob condições de tensão constante, a tensão diminui gradualmente ao longo do tempo, um fenômeno conhecido como curva de relaxamento de tensão. Isso significa que os efeitos da tensão de orientação e contração gerados durante o processo de produção das lentes diminuem gradualmente à medida que o tempo de armazenamento da lente após a moldagem aumenta. O tempo de relaxamento da tensão na lente está intimamente relacionado à deformação e à tensão externa. Em circunstâncias normais, a tensão na lente diminui até um mínimo após aproximadamente três meses da conclusão da produção. Portanto, em geral, a tensão interna na lente é essencialmente eliminada após sair da fábrica.
Geração de estresse em óculos
Compreendendo o estresse nas lentes, sabemos que o impacto desse estresse em lentes individuais é relativamente pequeno, podendo até ser considerado insignificante. Portanto, na norma nacional para lentes na China, os parâmetros de estresse não estão incluídos nos critérios de qualificação. Então, qual é a causa principal do estresse em óculos de grau? Isso está intimamente relacionado à tecnologia do processo de fabricação de óculos de grau personalizados.
Em óticas, durante o processo de instalação da lente esmerilhada na armação, o profissional esmerilha a lente ligeiramente maior do que o tamanho necessário para evitar que ela fique muito solta e se desprenda facilmente da armação. Isso garante um encaixe seguro quando a lente é fixada à armação com parafusos, impedindo que ela deslize. No entanto, essa operação pode aumentar a pressão sobre a lente, causando desconforto ao usá-la. Dimensões de lente maiores do que o necessário ou o aperto excessivo dos parafusos da armação podem causar refração irregular na superfície da lente, resultando em ondulações e afetando a qualidade da imagem.
O Fenômeno da Geração de Estresse por Uso de Óculos
1. birrefringência
Devido ao tamanho ligeiramente maior da rebarba da lente, o aperto durante o processo de montagem comprime a área periférica da lente, resultando em aumento da densidade. Essa alteração na densidade modifica o índice de refração original da lente, induzindo, assim, a ocorrência de birrefringência na mesma.
2. Distorcido
Dispersão Durante o processo de montagem dos óculos, se o tamanho for muito apertado, a lente será comprimida, resultando em "rugas" na superfície e provocando uma dispersão distorcida da luz na lente.
Ao enfrentar esses problemas, podemos remover a lente da armação para alterar seu estado de compressão. Essa alteração é um ajuste temporário da tensão e, após a remoção da força externa, o estado da lente pode ser aliviado ou até mesmo completamente restaurado. No entanto, é importante observar que, se houver alterações de tensão interna a longo prazo causadas por pressão externa, mesmo que a lente seja desmontada e remontada, não há garantia de que ela retornará ao seu estado original. Nesse caso, a única opção é optar por uma lente nova personalizada.
A tensão nas lentes é mais comum em óculos de armação completa, mas também pode ocorrer em óculos semiarredondados se a armação estiver muito apertada. Esse tipo de fenômeno geralmente ocorre na área periférica da lente, e uma tensão leve tem um impacto mínimo na qualidade visual e não é facilmente perceptível. No entanto, se a tensão for excessiva, afetará a zona óptica central, causando visão embaçada e fadiga visual, especialmente ao olhar para a periferia ou durante movimentos de varredura.
Como a tensão ocular causada pelos óculos é principalmente devido à compressão da armação, os óculos sem armação apresentam melhor desempenho no alívio dessa tensão.
Método de autoteste de estresse ocular
Após serem submetidas a forças externas, lentes de diferentes materiais apresentarão padrões de tensão distintos devido às diferenças de densidade, dureza e estrutura interna. No entanto, fenômenos de tensão podem ocorrer independentemente do material. A seguir, apresentamos uma breve introdução a um método de teste de tensão. As ferramentas necessárias são um monitor de computador e lentes polarizadas.
Método de operação:
1. Ligue o computador e abra um documento em branco do Word. (O teste de estresse requer o uso de luz polarizada, e um monitor de computador é uma fonte comum de luz para esse fim.)
2. Coloque os óculos em frente à tela do computador e observe atentamente para verificar se há algum fenômeno anormal.
3. Utilize lentes polarizadas (as opções incluem óculos de sol polarizados, clipes para lentes polarizadas e óculos para filmes 3D) para observar os padrões de tensão nas lentes dos óculos e no monitor do computador.
As lentes polarizadas podem revelar a distorção em forma de listras na área periférica da lente, que é a manifestação de padrões de tensão. A distribuição da tensão nas lentes geralmente aparece como pontos e campos de tensão, e o grau desses padrões está intimamente relacionado ao efeito da tensão nas lentes. Ao analisar a distribuição dos padrões de tensão, podemos determinar facilmente a direção da compressão e a quantidade de deformação que a lente sofreu durante o processo de montagem.
Após inspeção, verifica-se que a lente original, antes da montagem, ainda apresenta certo grau de tensão interna mesmo na ausência de forças externas. Isso se deve a forças desiguais, como compressão e contração, durante o processo de produção, resultando em tensão interna. Vale ressaltar que a presença de tensão interna em óculos é difícil de evitar, sendo aceitável uma pequena ou mínima quantidade de padrões de tensão. Ao mesmo tempo, esses padrões de tensão não devem se concentrar no centro óptico da lente para evitar comprometimento da qualidade visual.
Para concluir
O estresse causado pelos óculos pode afetar a qualidade da visão, causando desconforto ao usá-los e dispersão na visão periférica. No entanto, é importante reconhecer que o estresse causado pelos óculos é difícil de evitar completamente e, desde que esteja dentro de um limite aceitável, o impacto na visão pode ser quase imperceptível. As lentes personalizadas, graças à tecnologia de torneamento, apresentam menor estresse e se tornaram o produto dominante no mercado de óculos de alta qualidade.
Data da publicação: 12 de janeiro de 2024