تیتانیوم و آلیاژهای فلزی در فریم عینک؛ وزن، خوردگی و تماس پوستی Titanium and metal alloys in eyewear frames: weight, corrosion, and skin contact

فریم‌های فلزی می‌توانند از تیتانیوم، آلیاژهای تیتانیوم یا فلزات و آلیاژهای دیگر ساخته شوند. تفاوت ترکیب ماده و فرآیند ساخت بر وزن، سختی، انعطاف، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت تعمیر اثر می‌گذارد. بنابراین، برای ارزیابی فریم باید مشخصات دقیق ماده و اجزای آن در دسترس باشد.

تیتانیوم خالص با آلیاژ تیتانیوم یکی نیست

عنوان «تیتانیوم» ممکن است برای مواد متفاوتی به کار رود. برای نمونه، تیتانیوم خالص و آلیاژهایی مانند Ti-6Al-4V از نظر خواص مکانیکی و ترکیب شیمیایی یکسان نیستند.

در راهنمای مواد ناسا برای آلیاژ مشخص Ti-6Al-4V، چگالی حدود ۴٫۴۲۴ گرم بر سانتی‌متر مکعب و مدول یانگ حدود ۱۱۰ گیگاپاسکال گزارش شده است. این اعداد فقط به همان آلیاژ و شرایط داده‌شده مربوط‌اند؛ نباید آن‌ها را مشخصات تمام تیتانیوم‌های مصرف‌شده در فریم دانست.

چگالی کمتر از بسیاری از فولادها می‌تواند به کاهش وزن در طراحی‌های مناسب کمک کند. اما وزن محصول نهایی به قطر و ضخامت قطعات، اندازه فریم، لولاها، پدها و اجزای دیگر نیز وابسته است. از روی نام فلز به‌تنهایی نمی‌توان وزن واقعی فریم را پیش‌بینی کرد.

خوردگی و کیفیت سطح

تیتانیوم در بسیاری از محیط‌های معمول مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد، ولی عملکرد واقعی به گرید، وضعیت سطح، ساختار اتصال و شرایط استفاده وابسته است. خوردگی یا تغییر رنگ در یک فریم فلزی را نباید بدون بررسی به «کیفیت پایین تیتانیوم» نسبت داد؛ ممکن است پوشش، اجزای فلزی متفاوت یا تماس با مواد شیمیایی نیز دخیل باشند.

در فریم‌های دارای پوشش، کیفیت و دوام پوشش جدا از خواص فلز پایه است. ساییدگی، پوسته‌شدن یا تغییر سطح باید با توجه به محل آسیب، نوع پوشش و شرایط استفاده ارزیابی شود.

آلیاژها و اجزای ترکیبی

فریم ممکن است از چند ماده ساخته شده باشد: برای مثال، بدنه یا دسته از یک فلز و لولا، پیچ، پد یا قطعه تزئینی از ماده‌ای دیگر. در نتیجه، اعلام یک جنس برای کل فریم ممکن است تصویر کاملی از ترکیب محصول ندهد.

در ارزیابی فنی، از تأمین‌کننده باید تا حد امکان این موارد پرسیده شود:

• گرید یا مشخصات ماده پایه؛
• ترکیب بخش‌های اصلی و قطعات متصل؛
• جنس و روش اجرای پوشش؛
• روش آزمون خوردگی یا دوام، در صورت ادعای مشخص؛

مستندات مربوط به آزادسازی نیکل، در صورت وجود اجزای حاوی نیکل.

نیکل و تماس طولانی با پوست

در بازارهای مشمول مقررات اتحادیه اروپا، محدودیت REACH برای آزادسازی نیکل از اقلامی که تماس مستقیم و طولانی با پوست دارند مطرح است. برای فریم عینک، استاندارد EN 16128 به‌عنوان روش مرجع آزمون آزادسازی نیکل در اسناد اروپایی ذکر شده است. نسخه و وضعیت قانونی استاندارد باید پیش از استناد در اسناد تجاری یا انطباق، از مرجع رسمی همان بازار بررسی شود.

این موضوع درباره «وجود نیکل در ترکیب» و «میزان نیکل آزادشده از سطح» یکسان نیست. ارزیابی انطباق به روش آزمون، نوع سطح و الزامات بازار مقصد وابسته است.

جمع‌بندی

تیتانیوم و آلیاژهای آن می‌توانند برای طراحی فریم‌های سبک و مقاوم مناسب باشند، اما این نتیجه به گرید، هندسه، اتصالات و کیفیت ساخت وابسته است. برای مراکز اپتیک و توزیع‌کنندگان، دریافت مشخصات مستند و بررسی انطباق محصول با الزامات بازار مقصد از اتکا به برچسب‌های کلی مانند «تمام‌تیتانیوم» یا «ضدحساسیت» قابل اتکاتر است.

منابع

NASA — Materials Data Handbook: Titanium 6Al-4V (PDF)
ISO 12870:2024 — الزامات و روش‌های آزمون فریم عینک
کمیسیون اروپا — محدودیت‌های REACH
EUR-Lex — استانداردهای منتشرشده ذیل محدودیت نیکل در REACH