Konsep Stres
Ketika membahas konsep tegangan, kita pasti akan melibatkan regangan. Tegangan mengacu pada gaya yang dihasilkan di dalam suatu objek untuk menahan deformasi akibat gaya eksternal. Regangan, di sisi lain, mengacu pada perubahan relatif bentuk dan ukuran suatu objek akibat gaya eksternal. Kedua konsep ini, sebagai parameter penting untuk menggambarkan dan mengukur perilaku dan kinerja material di bawah tegangan, banyak digunakan dalam bidang ilmu material.
Tekanan pada Lensa
Dalam bidang ilmu material, tegangan merupakan konsep penting. Produksi lensa resin adalah arah aplikasi penting di bidang ini, yang melibatkan pengetahuan terkait tentang material lensa. Saat ini, lensa utama di pasaran sebagian besar terbuat dari material resin. Selama proses produksi, timbulnya tegangan pada lensa tidak dapat dihindari. Yang menjadi perhatian khusus adalah efek tegangan pada lensa tidak dapat diidentifikasi secara visual dengan mata telanjang, dan hanya dapat dipantau secara efektif dengan bantuan peralatan pengujian optik khusus seperti pengukur tegangan. Selama proses produksi, lensa umumnya dapat menunjukkan dua jenis fenomena tegangan internal: tegangan orientasi dan tegangan penyusutan. Kedua jenis tegangan ini dapat berdampak pada kualitas dan kinerja lensa, dan oleh karena itu perlu diberi perhatian yang cukup.
① Tekanan Orientasi
Selama proses pencetakan material resin, rantai molekul mengalami tekanan tinggi dan gaya geser tinggi, yang menyebabkan perubahan drastis. Karena rantai molekul material membeku dalam keadaan tidak teratur dan rileks sebelum sepenuhnya kembali ke keadaan alaminya, tegangan orientasi residual dihasilkan. Fenomena ini sangat terlihat pada material PC.
Penjelasan Sederhana:
Lensa ini terbuat dari bahan resin. Selama proses pencetakan, transisi dari cairan ke lensa padat menunjukkan keseragaman yang tidak sempurna, sehingga menimbulkan tegangan internal. Tegangan internal ini bermanifestasi sebagai tekanan dari area dengan kepadatan lebih tinggi ke area dengan kepadatan lebih rendah.
②Tekanan Penyusutan
Selama proses produksi material resin, rantai molekul, saat bertransisi dari peleburan ke pendinginan, dapat mengalami distribusi suhu pendinginan yang tidak seragam karena variasi ketebalan dinding produk atau saluran air pendingin. Akibatnya, perbedaan suhu ini dapat menyebabkan tingkat penyusutan yang berbeda di berbagai area. Perbedaan tingkat penyusutan antara area yang berbeda dapat mengakibatkan tegangan sisa karena pengaruh gaya tarik dan geser.
Penjelasan Sederhana:
Selama proses pendinginan produksi lensa, faktor-faktor seperti perbedaan ketebalan lensa dan hubungannya dengan peralatan pendingin internal, misalnya, pendinginan lebih cepat di beberapa area dan pendinginan lebih lambat di area lain, semuanya dapat menyebabkan timbulnya tegangan internal.
Penghilangan Stres pada Lensa
1. Optimalisasi Teknik Produksi
Untuk mengurangi timbulnya tegangan internal selama pembuatan lensa, produsen lensa terus mengoptimalkan dan meningkatkan teknik produksi. Selama proses produksi lensa, lensa menjalani tiga langkah pengerasan suhu tinggi. Proses pengerasan pertama mengubah lensa dari keadaan cair menjadi keadaan padat dan menghilangkan tegangan inheren di dalam zat padat tersebut. Dua pengerasan selanjutnya bertujuan untuk menghilangkan tegangan internal beberapa kali, sehingga menghasilkan struktur internal lensa yang paling seragam.
2. Relaksasi Tekanan Lensa
Menurut penjelasan hukum Hooke dalam fisika, dalam kondisi regangan konstan, tegangan secara bertahap berkurang seiring waktu, sebuah fenomena yang dikenal sebagai kurva relaksasi tegangan. Ini berarti bahwa efek tegangan orientasi dan penyusutan yang dihasilkan selama proses produksi lensa secara bertahap melemah seiring bertambahnya waktu penyimpanan lensa setelah pencetakan. Waktu relaksasi tegangan lensa sangat berkaitan dengan regangan dan tegangan eksternal. Dalam keadaan normal, tegangan dalam lensa akan berkurang hingga minimum setelah sekitar tiga bulan setelah selesainya produksi lensa. Oleh karena itu, secara umum, tegangan internal dalam lensa pada dasarnya dihilangkan setelah keluar dari pabrik.
Pembentukan Stres pada Kacamata
Dengan pemahaman tentang tegangan lensa, kita tahu bahwa dampak tegangan pada produk lensa individual relatif kecil, bahkan dapat dianggap tidak signifikan. Oleh karena itu, dalam standar nasional untuk lensa di Tiongkok, parameter tegangan tidak termasuk dalam kriteria kualifikasi. Jadi, apa akar penyebab tegangan kacamata? Ini terutama berkaitan erat dengan teknologi proses pembuatan kacamata kustom.
Di toko kacamata, selama proses pemasangan lensa ke dalam bingkai, ahli optik menggerinda lensa sedikit lebih besar dari ukuran yang sebenarnya dibutuhkan untuk mencegah lensa terlalu longgar dan mudah terlepas dari bingkai. Ini memastikan pemasangan yang aman saat lensa dikencangkan ke bingkai dengan sekrup, mencegahnya tergelincir. Namun, operasi ini dapat meningkatkan tekanan pada lensa, yang menyebabkan ketidaknyamanan saat dikenakan. Dimensi lensa yang terlalu besar atau pengencangan sekrup bingkai yang berlebihan dapat menyebabkan pembiasan yang tidak merata pada permukaan lensa, menghasilkan riak seperti gelombang dan memengaruhi kualitas pencitraan.
Fenomena Timbulnya Stres Akibat Kacamata
1. Pembiasan ganda
Karena ukuran gerinda lensa yang sedikit lebih besar, pengencangan selama proses perakitan menyebabkan area tepi lensa tertekan, sehingga mengakibatkan peningkatan kepadatan. Perubahan kepadatan ini mengubah indeks bias asli lensa, sehingga memicu terjadinya "birefringence" pada lensa.
2. Miring
Penyebaran Cahaya Selama proses perakitan kacamata, jika ukurannya terlalu ketat, hal itu akan menyebabkan lensa tertekan, sehingga menghasilkan "kerutan" pada permukaan dan memicu penyebaran cahaya yang tidak merata pada lensa.
Ketika menghadapi masalah seperti itu, kita dapat melepas lensa dari bingkai untuk mengubah kondisi kompresi lensa. Perubahan ini merupakan penyesuaian tegangan sementara, dan setelah gaya eksternal dihilangkan, kondisi lensa dapat kembali normal atau bahkan sepenuhnya pulih. Namun, perlu diperhatikan bahwa jika terjadi perubahan tegangan internal jangka panjang yang disebabkan oleh tekanan eksternal, meskipun lensa dibongkar dan dipasang kembali, hal itu tidak dapat menjamin pemulihan lensa ke kondisi semula. Dalam hal ini, satu-satunya pilihan adalah memesan lensa baru.
Tekanan pada lensa lebih umum terjadi pada kacamata berbingkai penuh, dan pada kacamata semi-tanpa bingkai, tekanan juga dapat terjadi jika kawat bingkai terlalu kencang. Fenomena jenis ini biasanya terjadi di area tepi lensa, dan tekanan ringan hanya berdampak kecil pada kualitas penglihatan dan tidak mudah terlihat. Namun, jika tekanan berlebihan, akan memengaruhi zona optik tengah, menyebabkan penglihatan kabur dan kelelahan visual, terutama saat melihat ke tepi atau selama gerakan memindai.
Karena tekanan pada kacamata sebagian besar disebabkan oleh kompresi bingkai, kacamata tanpa bingkai menunjukkan kinerja peredaman tekanan yang lebih baik.
Metode Pengujian Mandiri Ketegangan Kacamata
Setelah dikenai gaya eksternal, lensa dari berbagai material akan menghasilkan pola tegangan yang berbeda karena perbedaan kepadatan, kekerasan, dan struktur internal. Namun, fenomena tegangan dapat terjadi tanpa memandang materialnya. Berikut ini adalah pengantar singkat tentang metode pengujian tegangan. Alat yang dibutuhkan adalah monitor komputer dan lensa polarisasi.
Metode pengoperasian:
1. Nyalakan komputer dan buka dokumen Word kosong. (Pengujian beban memerlukan penggunaan cahaya terpolarisasi, dan monitor komputer adalah sumber cahaya umum untuk pengujian beban.)
2. Letakkan kacamata di depan layar komputer dan amati dengan saksama untuk melihat apakah ada fenomena abnormal yang terjadi.
3. Gunakan lensa terpolarisasi (pilihan termasuk kacamata hitam terpolarisasi, klip lensa terpolarisasi, dan kacamata film 3D) untuk mengamati pola tegangan pada lensa kacamata dan monitor komputer.
Lensa terpolarisasi dapat memperlihatkan distorsi bergaris di area tepi lensa, yang merupakan manifestasi dari pola tegangan. Distribusi tegangan pada kacamata biasanya muncul sebagai titik tegangan dan medan tegangan, dan tingkat pola tegangan sangat berkaitan dengan efek tegangan pada kacamata. Dengan menganalisis distribusi pola tegangan, kita dapat dengan mudah menentukan arah kompresi dan jumlah regangan yang dialami lensa selama proses perakitan.
Saat diperiksa, lensa asli sebelum perakitan masih mengandung tingkat tegangan tertentu meskipun tanpa adanya gaya eksternal. Hal ini disebabkan oleh gaya yang tidak merata seperti kompresi dan penyusutan selama proses produksi, yang mengakibatkan tegangan internal. Perlu dicatat bahwa keberadaan tegangan internal pada kacamata sulit dihindari, dan pola tegangan dalam jumlah kecil atau minimal dapat diterima. Pada saat yang sama, pola tegangan tidak boleh tersebar ke pusat optik lensa untuk menghindari pengaruh terhadap kualitas penglihatan.
Kesimpulannya
Efek tekanan akibat kacamata dapat memengaruhi kualitas penglihatan, seperti ketidaknyamanan saat memakainya dan penyebaran cahaya di bidang penglihatan perifer. Namun, kita harus menyadari bahwa kondisi tekanan akibat kacamata sulit dihindari, dan selama masih dalam batas yang wajar, dampaknya terhadap penglihatan hampir dapat diabaikan. Lensa kustomisasi memanfaatkan teknologi mesin bubut, menghasilkan kondisi tekanan yang lebih rendah, dan kini telah menjadi produk dominan di pasar kacamata kelas atas.
Waktu posting: 12 Januari 2024