El concepto de estrés
Al hablar del concepto de tensión, inevitablemente debemos considerar la deformación. La tensión se refiere a la fuerza que se genera dentro de un objeto para resistir la deformación bajo fuerzas externas. La deformación, por otro lado, se refiere a los cambios relativos en la forma y el tamaño de un objeto bajo fuerzas externas. Estos dos conceptos, como parámetros importantes para describir y medir el comportamiento y el rendimiento de los materiales bajo tensión, se utilizan ampliamente en el campo de la ciencia de los materiales.
Estrés del cristalino
En el campo de la ciencia de los materiales, la tensión es un concepto fundamental. La producción de lentes de resina constituye una importante área de aplicación en este campo, que requiere un conocimiento profundo de los materiales utilizados. Actualmente, las lentes más comunes en el mercado están fabricadas principalmente con materiales de resina. Durante el proceso de producción, la generación de tensiones en las lentes es inevitable. Resulta especialmente preocupante que el efecto de la tensión en las lentes no pueda detectarse a simple vista y solo pueda monitorizarse eficazmente con equipos de ensayo óptico especializados, como un medidor de tensión. Durante el proceso de producción, las lentes suelen presentar dos tipos de tensiones internas: tensión de orientación y tensión de contracción. Estos dos tipos de tensión pueden afectar la calidad y el rendimiento de las lentes, por lo que es necesario prestarles la debida atención.
① Esfuerzo de orientación
Durante el proceso de moldeo de materiales de resina, las cadenas moleculares se ven sometidas a altas presiones y fuerzas de cizallamiento, lo que provoca cambios drásticos. Debido a que las cadenas moleculares del material quedan congeladas en un estado desordenado y relajado antes de recuperar completamente su estado natural, se genera una tensión de orientación residual. Este fenómeno es particularmente evidente en los materiales de policarbonato (PC).
Explicación sencilla:
La lente está fabricada con resina. Durante el proceso de moldeo, la transición de la fase líquida a la sólida no es completamente uniforme, lo que genera tensiones internas. Estas tensiones se manifiestan como presión ejercida por las zonas de mayor densidad sobre las de menor densidad.
②Estrés de contracción
Durante el proceso de producción de materiales de resina, las cadenas moleculares, al pasar de la fusión al enfriamiento, pueden experimentar una distribución no uniforme de la temperatura de enfriamiento debido a variaciones en el espesor de la pared del producto o en los canales de agua de refrigeración. En consecuencia, esta diferencia de temperatura puede provocar distintos grados de contracción en diferentes áreas. La diferencia en las tasas de contracción entre las distintas áreas puede generar tensiones residuales debido a los efectos de las fuerzas de tracción y cizallamiento.
Explicación sencilla:
Durante el proceso de enfriamiento en la producción de lentes, factores como las diferencias en el grosor de las lentes y su relación con el equipo de enfriamiento interno (por ejemplo, un enfriamiento más rápido en algunas áreas y más lento en otras) pueden generar tensiones internas.
Eliminación de la tensión en el cristalino
1. Optimización de las técnicas de producción
Para reducir la generación de tensiones internas durante la fabricación de lentes, los fabricantes optimizan y mejoran continuamente las técnicas de producción. Durante el proceso de fabricación, la lente se somete a tres etapas de curado a alta temperatura. La primera etapa transforma la lente de estado líquido a sólido, eliminando las tensiones internas inherentes. Las dos etapas posteriores buscan eliminar las tensiones internas en múltiples ocasiones, logrando así una estructura interna lo más uniforme posible.
2. Relajación de la tensión del cristalino
Según la ley de Hooke, en física, bajo condiciones de tensión constante, la tensión disminuye gradualmente con el tiempo, un fenómeno conocido como curva de relajación de la tensión. Esto significa que los efectos de la tensión de orientación y contracción generados durante el proceso de fabricación de las lentes se debilitan gradualmente a medida que aumenta el tiempo de almacenamiento de la lente tras el moldeo. El tiempo de relajación de la tensión de la lente está estrechamente relacionado con la tensión y la tensión externa. En circunstancias normales, la tensión en la lente disminuye hasta un mínimo aproximadamente tres meses después de finalizar su fabricación. Por lo tanto, en general, la tensión interna de la lente se elimina prácticamente por completo una vez que sale de la fábrica.
Generación de estrés en las gafas
Dado el conocimiento sobre la tensión en las lentes, sabemos que su impacto en los productos individuales es relativamente pequeño, e incluso insignificante. Por lo tanto, en la norma nacional china para lentes, los parámetros de tensión no se incluyen en los criterios de calificación. Entonces, ¿cuál es la causa principal de la tensión en las gafas? Está estrechamente relacionada con la tecnología de procesamiento de la fabricación de gafas personalizadas.
En las ópticas, durante el proceso de instalación de la lente tallada en la montura, el óptico talla la lente ligeramente más grande que el tamaño requerido para evitar que quede demasiado suelta y se desprenda fácilmente. Esto garantiza un ajuste seguro al fijar la lente a la montura con tornillos, evitando que se deslice. Sin embargo, esta operación puede aumentar la tensión en la lente, provocando molestias al usarla. Unas dimensiones excesivas de la lente o un apriete excesivo de los tornillos de la montura pueden causar una refracción irregular en la superficie de la lente, generando ondulaciones y afectando la calidad de la imagen.
El fenómeno de la generación de estrés por el uso de gafas
1. Birrefringencia
Debido al tamaño ligeramente mayor de la superficie de la lente, el apriete durante el proceso de ensamblaje comprime la zona periférica, lo que aumenta su densidad. Este cambio de densidad altera el índice de refracción original de la lente, provocando la aparición de birrefringencia.
2. Desviado
Durante el proceso de ensamblaje de las gafas, si el tamaño es demasiado ajustado, la lente se comprimirá, lo que provocará "arrugas" en la superficie y una dispersión de la luz asimétrica.
Ante este tipo de problemas, podemos retirar la lente de la montura para modificar su estado de compresión. Este ajuste temporal reduce la tensión y, una vez eliminada la fuerza externa, la lente puede recuperar su estado original o incluso volver a su estado normal. Sin embargo, cabe destacar que si la presión externa provoca cambios de tensión internos a largo plazo, incluso desmontando y volviendo a montar la lente, no se garantiza su recuperación completa. En este caso, la única opción es fabricar una lente nueva a medida.
La tensión en las lentes es más común en las gafas de montura completa, y en las gafas semi al aire también puede producirse si el aro está demasiado ajustado. Este fenómeno suele ocurrir en la periferia de la lente, y una tensión leve tiene un impacto mínimo en la calidad visual y no se nota fácilmente. Sin embargo, si la tensión es excesiva, afectará a la zona óptica central, provocando visión borrosa y fatiga visual, especialmente al mirar hacia la periferia o al realizar movimientos de escaneo.
Dado que la tensión en las gafas se debe principalmente a la compresión de la montura, las gafas sin montura presentan un mejor rendimiento en cuanto a la reducción de dicha tensión.
Método de autoevaluación de la tensión en las gafas
Tras ser sometidas a fuerzas externas, las lentes de distintos materiales presentan diferentes patrones de tensión debido a las diferencias en densidad, dureza y estructura interna. Sin embargo, los fenómenos de tensión pueden ocurrir independientemente del material. A continuación, se presenta una breve introducción a un método de ensayo de tensión. Las herramientas necesarias son un monitor de ordenador y lentes polarizadas.
Método de funcionamiento:
1. Encienda el ordenador y abra un documento de Word en blanco. (Las pruebas de resistencia requieren el uso de luz polarizada, y un monitor de ordenador es una fuente común de luz para dichas pruebas).
2. Coloque las gafas delante de la pantalla del ordenador y observe atentamente para ver si se produce algún fenómeno anormal.
3. Utilice lentes polarizadas (entre las opciones se incluyen gafas de sol polarizadas, clips para lentes polarizadas y gafas para películas 3D) para observar los patrones de tensión en las lentes de las gafas y en el monitor del ordenador.
Las lentes polarizadas pueden revelar una distorsión en forma de franjas en la periferia, lo cual es una manifestación de patrones de tensión. La distribución de la tensión en las lentes suele presentarse como puntos y campos de tensión, y el grado de estos patrones está estrechamente relacionado con el efecto de la tensión en las lentes. Al analizar la distribución de los patrones de tensión, podemos determinar fácilmente la dirección de la compresión y la magnitud de la deformación que ha sufrido la lente durante el proceso de ensamblaje.
Tras la inspección, se observa que la lente original, antes del ensamblaje, aún presenta cierto grado de tensión en ausencia de fuerzas externas. Esto se debe a fuerzas desiguales, como la compresión y la contracción, que se producen durante el proceso de fabricación, generando tensiones internas. Cabe destacar que la presencia de tensiones internas en las gafas es difícil de evitar, y se considera aceptable una cantidad mínima de estas tensiones. Sin embargo, para evitar afectar la calidad visual, dichas tensiones no deben distribuirse hacia el centro óptico de la lente.
En conclusión
Las tensiones que generan las gafas pueden afectar la calidad visual, provocando molestias al usarlas y visión borrosa en la periferia. Sin embargo, es importante reconocer que estas tensiones son difíciles de evitar, y si se mantienen dentro de límites razonables, su impacto en la visión es prácticamente insignificante. Las lentes personalizadas, gracias a la tecnología de torneado, generan menos tensiones y se han convertido en el producto estrella del mercado de gafas de alta gama.
Fecha de publicación: 12 de enero de 2024