20世紀(jì)80年代初,鈦眼鏡架首先出現(xiàn)在美國和日本,距今已有40余年,中國出現(xiàn)鈦眼鏡架比日本約晚20年,但現(xiàn)在已相當(dāng)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(shù)約在3億副以上,據(jù)估算鈦眼鏡達1億副。
為什么會有這么多的鈦眼鏡呢?主要是因為鈦及鈦合金具有無可替代的優(yōu)秀性能。其主要的優(yōu)點是: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(jié)構(gòu)由眼鏡框、眼鏡腿、夾鼻架、鉸鏈、折彎角片、夾鼻板6個零件組成。
眼鏡框
鈦眼鏡框是用冷拔或冷軋線材加工制備的,眼鏡框有很強的觀賞性,所以,眼鏡框樣式多種多樣,其加工制造是一種較為精細(xì)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(yīng)高度一致,每批產(chǎn)品間的誤差都應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi),對鏡框材料的彎曲性能特別是均質(zhì)性有嚴(yán)格要求。一般多采用三維數(shù)控彎曲機床自動加工鏡框。
鏡片的折彎角片也是一個關(guān)鍵零件,裝入鏡片時,要緩松小螺釘,固定鏡片后,再擰緊小螺釘。采用點焊機進行釬焊,電極位于焊件的上下方,以氬弧保護,嚴(yán)防氧化。
眼鏡腿
眼鏡腿是吊掛于耳上的零件,有彈性,配戴時不得變形,應(yīng)十分貼合面部、不松不緊,要能微調(diào),表面美觀優(yōu)雅。制備工藝為模鍛、沖壓、拋光、彎曲、焊接鉸鏈(折頁)、切開。
模鍛就是在線材長度方向上改變其斷面使其符合所設(shè)計的樣塊斷面的一種工藝,使用多頭模鍛機或計算機數(shù)字控制(CNC)連續(xù)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(shè)計的圖案沖制于鏡腿上;拋光是在自動拋光機上對鏡腿進行表面光亮加工;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;切割分離工序是為了讓鏡腿與鉸鏈(折頁)自如地折疊,就先要將其分離,這種分開工作在專用銑床上進行。
夾鼻架是連接兩個鏡框的零件,是用線材在凹模上沖壓與切削加工的,兩端應(yīng)與鏡框彎曲度吻合,再點焊而成,要求材料有足夠的強度,佩戴時不易變形;鉸鏈(折頁)是確保鏡腿折疊的關(guān)鍵零件,點焊于鏡腿或鏡框上,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年開始研發(fā)鈦-鎳合金鏡架,1986年上市銷售,該鏡架具有優(yōu)雅的柔和感,深受用戶喜愛,即便予以很大的力使其變形,只要去掉外力又會恢復(fù)原狀,有一種舒適的體貼感,戴上不會有壓抑感,得到人們(特別是青少年)的喜愛,即使被碰撞變形了,也不會破損。
北京有色金屬研究總院億金有限公司是中國研發(fā)鈦-鎳合金線材鏡架的先驅(qū)。