20世紀80年代初,鈦眼鏡架首先出現在美國和日本,距今已有40余年,中國出現鈦眼鏡架比日本約晚20年,但現在已相當普及了。2021年,60歲以上需要戴眼鏡的老年人約有2.5億,其他年齡段需要戴眼鏡的人約0.5億,因此,中國目前保有的眼鏡數約在3億副以上,據估算鈦眼鏡達1億副。
為什么會(huì )有這么多的鈦眼鏡呢?主要是因為鈦及鈦合金具有無(wú)可替代的優(yōu)秀性能。其主要的優(yōu)點(diǎn)是:比強度高、質(zhì)輕、堅韌,鈦的密度為4.51g/cm3,是鋼的57%,不到鋁的2倍,而抗拉強度卻為鋁的3倍,在常用的金屬材料中,鈦合金擁有最大的比強度,為29MPa/cm3/g,是不銹鋼的3.5倍、鋁合金的1.3倍、鎂合金的1.7倍;抗腐蝕性強,鈦及鈦合金有一層薄而堅實(shí)的氧化膜,該氧化膜抗蝕性很強,對化學(xué)物質(zhì)以及各種生活污物有很強的抗蝕性,對人體汗液也是如此。
眼鏡架結構由眼鏡框、眼鏡腿、夾鼻架、鉸鏈、折彎角片、夾鼻板6個(gè)零件組成。
眼鏡框
鈦眼鏡框是用冷拔或冷軋線(xiàn)材加工制備的,眼鏡框有很強的觀(guān)賞性,所以,眼鏡框樣式多種多樣,其加工制造是一種較為精細的技藝。
鏡片輪廓為矩橢圓形,確保其原型是眼鏡框的首要任務(wù),每副鏡框的輪廓應高度一致,每批產(chǎn)品間的誤差都應在標準規定范圍內,對鏡框材料的彎曲性能特別是均質(zhì)性有嚴格要求。一般多采用三維數控彎曲機床自動(dòng)加工鏡框。
鏡片的折彎角片也是一個(gè)關(guān)鍵零件,裝入鏡片時(shí),要緩松小螺釘,固定鏡片后,再擰緊小螺釘。采用點(diǎn)焊機進(jìn)行釬焊,電極位于焊件的上下方,以氬弧保護,嚴防氧化。
眼鏡腿
眼鏡腿是吊掛于耳上的零件,有彈性,配戴時(shí)不得變形,應十分貼合面部、不松不緊,要能微調,表面美觀(guān)優(yōu)雅。制備工藝為模鍛、沖壓、拋光、彎曲、焊接鉸鏈(折頁(yè))、切開(kāi)。
模鍛就是在線(xiàn)材長(cháng)度方向上改變其斷面使其符合所設計的樣塊斷面的一種工藝,使用多頭模鍛機或計算機數字控制(CNC)連續模鍛加工;沖壓是使用上、下模具將模鍛的半成品在沖床上將設計的圖案沖制于鏡腿上;拋光是在自動(dòng)拋光機上對鏡腿進(jìn)行表面光亮加工;彎曲加工是在小沖床上將折彎角片釬焊于鏡框接合部位,將鏡框與鏡腿連接起來(lái);切割分離工序是為了讓鏡腿與鉸鏈(折頁(yè))自如地折疊,就先要將其分離,這種分開(kāi)工作在專(zhuān)用銑床上進(jìn)行。
夾鼻架是連接兩個(gè)鏡框的零件,是用線(xiàn)材在凹模上沖壓與切削加工的,兩端應與鏡框彎曲度吻合,再點(diǎn)焊而成,要求材料有足夠的強度,佩戴時(shí)不易變形;鉸鏈(折頁(yè))是確保鏡腿折疊的關(guān)鍵零件,點(diǎn)焊于鏡腿或鏡框上,要求材料有高的可切削性能和耐磨性能;折彎角片是一個(gè)小小的零件,精密切削加工的,使用與鉸鏈相同的材料;卡鼻板是支撐鏡框卡于鼻上的零件,可用拉伸加工性能和彎曲性能好的鈦材制造。
鈦合金是制造鏡架的最佳材料,鏡架用的鈦絲有純鈦、鈦-鎳合金及β鈦合金。日本福井縣是日本鈦鏡架及全球鈦鏡架制造中心之一,日本制造的鈦鏡架90%出自該縣。日本1981年開(kāi)始研發(fā)鈦-鎳合金鏡架,1986年上市銷(xiāo)售,該鏡架具有優(yōu)雅的柔和感,深受用戶(hù)喜愛(ài),即便予以很大的力使其變形,只要去掉外力又會(huì )恢復原狀,有一種舒適的體貼感,戴上不會(huì )有壓抑感,得到人們(特別是青少年)的喜愛(ài),即使被碰撞變形了,也不會(huì )破損。