מושג הלחץ
כאשר דנים במושג המאמץ, עלינו בהכרח לכלול את המושג עומס (strain). מאמץ מתייחס לכוח הנוצר בתוך עצם כדי להתנגד לעיוות תחת כוחות חיצוניים. עומס, לעומת זאת, מתייחס לשינויים היחסיים בצורה ובגודל של עצם תחת כוחות חיצוניים. שני מושגים אלה, כפרמטרים חשובים לתיאור ומדידת התנהגותם וביצועיהם של חומרים תחת עומס, נמצאים בשימוש נרחב בתחום מדעי החומרים.
לחץ העדשה
בתחום מדעי החומרים, מאמץ הוא מושג חשוב. ייצור עדשות שרף הוא כיוון יישום חשוב בתחום זה, הדורש ידע רלוונטי בחומרי עדשות. כיום, העדשות המרכזיות בשוק עשויות בעיקר מחומרי שרף. במהלך תהליך הייצור, יצירת מאמץ בעדשות היא בלתי נמנעת. דאגה מיוחדת היא שהשפעת המאמץ של העדשות אינה ניתנת לזיהוי ויזואלית בעין בלתי מזוינת, וניתן לנטר אותה ביעילות רק בעזרת ציוד בדיקה אופטי מיוחד כגון מד מאמץ. במהלך תהליך הייצור, עדשות עשויות בדרך כלל להציג שני סוגים של תופעות מאמץ פנימיות: מאמץ אוריינטציה ומאמץ התכווצות. שני סוגי מאמץ אלה יכולים להיות בעלי השפעה מסוימת על איכות וביצועי העדשות, ולכן יש להקדיש להם תשומת לב מספקת.
① לחץ אוריינטציה
במהלך תהליך היציקה של חומרי שרף, שרשראות המולקולות נתונות ללחץ גבוה וכוחות גזירה גבוהים, מה שגורם להן לעבור שינויים דרסטיים. בשל העובדה ששרשראות המולקולות של החומר קפואות במצב לא מסודר ורגוע לפני שהן חוזרות לחלוטין למצבן הטבעי, נוצר מאמץ אוריינטציה שיורי. תופעה זו ניכרת במיוחד בחומרי PC.
הסבר פשוט:
העדשה עשויה מחומר שרף. במהלך תהליך היציקה, המעבר מעדשה נוזלית מעדשה מוצקה מראה אחידות לא שלמה, וכתוצאה מכך נוצר מאמץ פנימי. מאמץ פנימי זה מתבטא בלחץ מאזורים בעלי צפיפות גבוהה יותר על אזורים בעלי צפיפות נמוכה יותר.
② מאמץ הצטמקות
במהלך תהליך הייצור של חומרי שרף, שרשראות המולקולות, כשהן עוברות מהתכה לקירור, עשויות לחוות פיזור לא אחיד של טמפרטורות קירור עקב שינויים בעובי דופן המוצר או בערוצי מי הקירור. כתוצאה מכך, הפרש טמפרטורות זה יכול להוביל לדרגות שונות של הצטמקות באזורים שונים. ההבדל בקצבי הצטמקות בין אזורים שונים עלול לגרום למאמץ שיורי עקב השפעות כוחות מתיחה וגזירה.
הסבר פשוט:
במהלך תהליך הקירור של ייצור עדשות, גורמים כגון הבדלים בעובי העדשה והקשר שלהם עם ציוד הקירור הפנימי, למשל, קירור מהיר יותר באזורים מסוימים וקירור איטי יותר באזורים אחרים, יכולים להוביל ליצירת לחץ פנימי.
ביטול מאמץ העדשה
1. אופטימיזציה של טכניקות ייצור
על מנת להפחית את יצירת הלחץ הפנימי במהלך ייצור העדשות, יצרני עדשות מבצעים אופטימיזציה ומשפרים ללא הרף את טכניקות הייצור. במהלך תהליך ייצור העדשות, העדשה עוברת שלושה שלבי ריפוי בטמפרטורה גבוהה. תהליך הריפוי הראשון הופך את העדשה ממצב נוזלי למצב מוצק ומבטל את הלחץ הטמון בתוך המוצק. שני שלבי הריפוי הבאים נועדו לבטל את הלחץ הפנימי מספר פעמים, ובכך להשיג את המבנה הפנימי האחיד ביותר של העדשה.
2. הרפיה של לחץ העדשה
על פי ההסבר של חוק הוק בפיזיקה, בתנאי עומס קבוע, המאמץ פוחת בהדרגה עם הזמן, תופעה המכונה עקומת הרלקסציה של מאמץ. משמעות הדבר היא שהשפעות עומס הכיוון וההתכווצות הנוצרות במהלך תהליך ייצור העדשות נחלשות בהדרגה ככל שזמן האחסון של העדשה לאחר היציקה עולה. זמן הרלקסציה של מאמץ העדשה קשור קשר הדוק למאמץ ולמאמץ החיצוני. בנסיבות רגילות, המאמץ בעדשה יקטן למינימום לאחר כשלושה חודשים לאחר סיום ייצור העדשה. לכן, באופן כללי, המאמץ הפנימי בעדשה למעשה מבוטל לאחר שהיא עוזבת את המפעל.
יצירת לחץ במשקפיים
בהינתן ההבנה של עומס על עדשות, אנו יודעים שהשפעת העומס על מוצרי עדשות בודדים היא קטנה יחסית, ואף יכולה להיחשב כחסרת משמעות. לכן, בתקן הלאומי לעדשות בסין, פרמטרי עומס אינם כלולים בקריטריונים להסמכה. אז מהו שורש העומס על משקפיים? זה קשור בעיקר לטכנולוגיית התהליך של הכנת משקפיים בהתאמה אישית.
בחנויות משקפיים, במהלך תהליך התקנת העדשה המלוטשת לתוך המסגרת, האופטומטריסט משחיז את העדשה מעט לגודל גדול יותר מהגודל הנדרש בפועל כדי למנוע מהעדשה להיות רופפת מדי וניתוק בקלות מהמסגרת. זה מבטיח התאמה בטוחה כאשר העדשה מהודקת למסגרת באמצעות ברגים, ומונע ממנה להחליק. עם זאת, פעולה זו עלולה להגביר את הלחץ על העדשה, מה שמוביל לאי נוחות בעת שחוקה. מידות עדשה גדולות מדי או הידוק יתר של ברגי המסגרת עלולים לגרום לשבירה לא אחידה על פני העדשה, וכתוצאה מכך לגלים דמויי גל ולהשפעה על איכות הצילום.
תופעת יצירת לחץ משקפיים
1. שבירה כפולה
בשל גודל הטחינה הגדול מעט יותר של העדשה, הידוק במהלך תהליך ההרכבה גורם לדחיסה של האזור ההיקפי של העדשה, וכתוצאה מכך צפיפות מוגברת. שינוי זה בצפיפות משנה את מקדם השבירה המקורי של העדשה, ובכך גורם להופעת "שבירה כפולה" בעדשה.
2. מוטה
פיזור במהלך תהליך הרכבת המשקפיים, אם המידה צמודה מדי, הדבר יגרום לדחיסה של העדשה, וכתוצאה מכך "קמטים" על פני השטח ופיזור עקום של העדשה.
כאשר נתקלים בבעיות כאלה, ניתן להסיר את העדשה מהמסגרת כדי לשנות את מצב הדחיסה שלה. שינוי זה הוא התאמת לחץ זמנית, ולאחר הסרת הכוח החיצוני, ניתן להקל על מצב העדשה או אפילו לשחזר אותו לחלוטין. עם זאת, ראוי לציין שאם ישנם שינויים ארוכי טווח בלחץ פנימי הנגרמים מלחץ חיצוני, גם אם העדשה מפורקת ומורכבת מחדש, אין זה יכול להבטיח את שחזור העדשה למצבה המקורי. במקרה זה, האפשרות היחידה היא לבחור בהתאמה אישית של עדשה חדשה.
לחץ על העדשה נפוץ יותר במשקפי מסגרת מלאה, ובמשקפיים ללא מסגרת למחצה, הוא יכול להתרחש גם אם חוט המסגרת הדוק מדי. תופעה מסוג זה מתרחשת בדרך כלל באזור ההיקפי של העדשה, ולחץ קל משפיע מעט על איכות הראייה ואינו מורגש בקלות. עם זאת, אם הלחץ מוגזם, הוא ישפיע על האזור האופטי המרכזי, מה שיוביל לטשטוש ראייה ועייפות ראייה, במיוחד כאשר מסתכלים על ההיקפיים או במהלך תנועות סריקה.
מכיוון שלחץ על משקפיים נגרם בעיקר מדחיסה של המסגרת, משקפיים ללא מסגרת מציגים ביצועים טובים יותר של הפגת מתחים.
שיטת בדיקה עצמית של לחץ משקפיים
לאחר שהן נתונות לכוחות חיצוניים, עדשות מחומרים שונים ייצרו דפוסי מאמץ שונים עקב הבדלים בצפיפות, קשיות ומבנה פנימי. עם זאת, תופעות מאמץ עשויות להתרחש ללא קשר לחומר. להלן מבוא קצר לשיטת בדיקת מאמץ. הכלים הדרושים הם צג מחשב ועדשות מקוטבות.
שיטת הפעלה:
1. הפעל את המחשב ופתח מסמך Word ריק. (בדיקת מאמץ דורשת שימוש באור מקוטב, וצג מחשב הוא מקור נפוץ לאור בדיקת מאמץ.)
2. הניחו את המשקפיים מול מסך המחשב והתבוננו היטב כדי לראות אם קיימות תופעות חריגות כלשהן.
3. השתמשו בעדשות מקוטבות (האפשרויות כוללות משקפי שמש מקוטבים, קליפסים לעדשות מקוטבות ומשקפי סרטים תלת-ממדיים) כדי לצפות בדפוסי הלחץ על עדשות המשקפיים ועל צג המחשב.
עדשות מקוטבות יכולות לחשוף את העיוות המפוספס באזור ההיקפי של העדשה, שהוא ביטוי של דפוסי מאמץ. פיזור המאמץ על המשקפיים מופיע בדרך כלל כנקודות מאמץ ושדות מאמץ, ומידת דפוסי המאמץ קשורה קשר הדוק להשפעת המאמץ של המשקפיים. על ידי ניתוח פיזור דפוסי המאמץ, נוכל לקבוע בקלות את כיוון הדחיסה ואת כמות המאמץ שעברה העדשה במהלך תהליך ההרכבה.
בבדיקה, העדשה המקורית לפני ההרכבה עדיין מכילה מידה מסוימת של מאמץ בהיעדר כוחות חיצוניים. זאת בשל כוחות לא אחידים כמו דחיסה והתכווצות במהלך תהליך הייצור, וכתוצאה מכך נוצר מאמץ פנימי. ראוי לציין שקשה להימנע מנוכחות של מאמץ פנימי במשקפיים, וכמות קטנה או מינימלית של דפוסי מאמץ מקובלת. יחד עם זאת, אין לפזר דפוסי מאמץ למרכז האופטי של העדשה כדי למנוע פגיעה באיכות הראייה.
לסיכום
השפעות הלחץ של משקפיים יכולות להשפיע על איכות הראייה שלהם, כגון אי נוחות בעת הרכבה ופיזור בשדה הראייה ההיקפי. עם זאת, עלינו להכיר בכך שקשה להימנע ממצב הלחץ של משקפיים, וכל עוד הוא נמצא בטווח סביר, ההשפעה על הראייה יכולה להיות כמעט זניחה. עדשות מותאמות אישית נהנות מטכנולוגיית מחרטה, וכתוצאה מכך תנאי לחץ נמוכים יותר, וכעת הפכו למוצר הדומיננטי בשוק משקפי הראייה היוקרתיים.
זמן פרסום: 12 בינואר 2024