Gafas de rayos X

Antecedentes

Las gafas de rayos X son un producto novedoso diseñado para crear la ilusión de que el usuario puede ver a través de objetos sólidos. Son unos anteojos con montura de plástico con lentes especiales fabricados en cartón. El proceso de fabricación involucrado en su producción incluye estampado de plástico, fabricación de papel, impresión y encolado. Inspirados por el descubrimiento real de los rayos X por científicos del siglo XIX, los anteojos de rayos X se introdujeron durante la década de 1940 como un producto de broma. Hoy en día, se han convertido en íconos atemporales de la cultura pop estadounidense.

Los anteojos de rayos X en realidad no permiten al usuario ver a través de objetos. Están construidos con un marco de plástico con lentes de cartón pesado. En el centro de cada lente, se perforan pequeños orificios de aproximadamente 0,25 pulgadas (0,64 cm) de diámetro. Las plumas que crean un efecto polarizador cubren los agujeros. Al mirar a través del agujero, los objetos parecen tener un contorno transparente y un centro sólido. Este efecto crea la ilusión de una visión de rayos X. El bromista luego usa las gafas y finge poder ver a través de cosas como paredes, ropa y otros objetos.

Historial

La idea de crear gafas de rayos X no podría haberse concebido hasta que se descubrieron los rayos X reales. Esto fue hecho por Wilhelm Roentgen alrededor de 1895. A finales del siglo XIX, Roentgen y otros científicos estaban trabajando con electrones. Quería capturar visualmente su movimiento, por lo que envolvió un tubo de Crookes en papel fotográfico negro. Durante el experimento, Roentgen descubrió que una placa recubierta con material fluorescente comenzaba a brillar. Sabía que esto solo debería suceder si el material estaba expuesto a la luz visible. Roentgen razonó que debe haber algún tipo de luz invisible y, tras una mayor investigación, caracterizó esta luz recién descubierta.

Roentgen descubrió que la luz invisible podía penetrar materiales como el aluminio, la madera y la piel humana. Llamó al nuevo descubrimiento rayos X y fue el primero en publicar una imagen de rayos X. Durante las siguientes décadas, la ciencia de los rayos X se comprendió mejor y la tecnología se aplicó a la medicina. Si bien los científicos tenían un conocimiento básico de los rayos X, el público en general desarrolló algunas nociones erróneas. Mucha gente creía erróneamente que los rayos X podían penetrar materiales sólidos, que podían usarlos para ver a través de cosas como paredes, cajas y ropa. Este mito se reforzó con héroes de cómics como Superman, que podían usar la visión de rayos X para ver a través de objetos sólidos.

Uno de los primeros precursores de los anteojos de rayos X fue el tubo Wonder, introducido durante la década de 1940. Este producto, producido por S. S. Adams Company, era un tubo con un solo orificio que tenía una pequeña pluma a través de él. La pluma estaba escondida dentro del tubo por lo que el usuario desconocía su existencia. Cuando el usuario miró su mano a través del tubo, pareció que podía ver sus huesos. El fino espacio entre las hebras que componen la pluma creó esta ilusión.

Las especificaciones de rayos X fueron posteriormente introducidas por Adams Company. En ese momento, eran relativamente populares. Esto probablemente se debió a que la noción de rayos X era nueva y no se entendía bien. Hoy en día, el público está más informado y la gente realmente no cree que existan gafas que les permitan ver a través de objetos. Sin embargo, los anteojos de rayos X continúan divirtiendo al público comprador de novedades y siguen siendo un ícono de la cultura pop estadounidense.

Materias primas

Se utilizan diversas materias primas en la construcción de gafas de rayos X. Estos incluyen plásticos, cartón, plumas y materiales de acabado.

Los plásticos son polímeros de alto peso molecular que se obtienen mediante diversas reacciones químicas. Los plásticos adecuados para la fabricación de gafas de rayos X deben teñirse fácilmente, ser termoestables y duraderos. Los plásticos que se pueden utilizar son materiales termoplásticos. Se agregan varios materiales al plástico para hacerlo más útil. Se agregan colorantes al plástico para que el material se ajuste a los requisitos de diseño. Se agregan plastificantes como glicerol para mejorar la trabajabilidad y flexibilidad del material y se pueden agregar materiales de refuerzo como fibra de vidrio. Finalmente, también se agregan estabilizadores y antioxidantes para mejorar la durabilidad del plástico.

El plástico generalmente se entrega a la fabricación en un estado semipreparado, como gránulos que se pueden fundir o láminas que se pueden perforar de un proveedor de plásticos. Es posible que sea necesario mezclar algunos de los aditivos en el momento en que se prepara el plástico para el moldeado y la formación del marco de las gafas de rayos X.

Los lentes de los anteojos de rayos X están hechos de cartón. El cartón es un tipo de papel elaborado a partir de fibras de celulosa extraídas de madera o papel reciclado. Hay varios grados de cartón disponibles, que se diferencian en su grosor y revestimiento exterior. Para las lentes, se debe usar un material de cartón delgado y compacto que resista la flexión. El cartón también debe tratarse con un revestimiento que permita que la pintura o la tinta serigráfica se adhieran a la superficie.

Se necesitan varios materiales de acabado para completar las gafas de rayos X. Se utilizan plumas blancas pequeñas y delgadas para ayudar a crear la ilusión. Se usa pegamento para sujetar las lentes en sus marcos y las plumas en su lugar. Las tintas se utilizan para recubrir las lentes y proporcionar una apariencia visual que realza el truco. Este suele ser un patrón en espiral que confunde los ojos.

Diseño

El diseño de los anteojos de rayos X se centra principalmente en el tamaño, la forma y el color de la montura y en la construcción de las lentes. El marco se puede producir en diferentes tamaños, uno para adultos y otro para niños. La forma suele parecerse a los gruesos marcos de plástico negro de la década de 1950, pero puede variar.

Los lentes están cuidadosamente diseñados junto con la pluma para crear una imagen de rayos X realista cuando se mira a través de ellos. También se pueden usar otros objetos sintéticos para producir un efecto similar. El diseño exterior de las lentes es el que más varía. Está decorado con tintas o con una cubierta adhesiva (similar a una pegatina). Por lo general, se usa un diseño en espiral, pero se pueden pintar ojos humanos o animales, así como hologramas para un efecto visual más inquietante.

El
proceso de fabricación

La fabricación de gafas de rayos X se puede dividir en tres fases distintas:formación de monturas, creación de lentes y decoración y embalaje.

Formación de marcos

• 1 El marco de las gafas está hecho de plástico y normalmente se forma mediante moldeo por inyección. En el primer paso de este proceso, se prepara un molde de metal hueco que tiene el tamaño y la forma exactos del marco deseado. El marco se puede producir como una sola unidad o partes separadas que deben ensamblarse. La mayoría de las veces, se crean como una sola unidad.
• 2 A continuación, los gránulos del polímero plástico se liberan de un contenedor de almacenamiento a una máquina que los licua. Los gránulos se derriten a temperaturas muy altas, generalmente alrededor de 300 ° F (149 ° C). Una vez que los gránulos se han fundido en un plástico líquido, están listos para inyectarse en el molde.
• 3 El plástico fundido, llamado fundido, se fuerza a un molde preparado a una velocidad muy alta y bajo una presión intensa, aproximadamente 300-700 psi. La masa fundida llena el molde, luego se agrega un poco más de masa fundida para compensar la contracción debida al enfriamiento y solidificación del plástico.
• 4 Una vez que el polímero se ha enfriado, se separa del molde. Este marco solidificado se quita automáticamente del molde y se mueve al siguiente paso mediante una cinta transportadora o manualmente. El derretimiento y la inyección Una pluma entre las lentes tiene un efecto polarizador, creando la ilusión de que los objetos tienen un contorno transparente y un centro sólido. El ciclo se repite cada 10-100 segundos, dependiendo del tiempo que tarde el plástico en enfriarse y fraguar.
• 5 Los marcos pueden luego alisarse para eliminar los bordes ásperos y el exceso de plástico. Por lo general, esto se hace con una máquina abrasiva, que tiene discos giratorios con una consistencia similar al papel de lija para suavizar las costuras del molde. Un trabajador guía el marco sobre el disco giratorio hasta lograr la textura deseada. Luego, las monturas se transportan a la estación de adaptación para que se puedan colocar las lentes.

Creación de lentes

• 6 gafas de rayos X tienen lentes de cartón. El cartón se compra a un proveedor en grandes hojas del grosor y grado especificado por los diseñadores. Antes de cortar las lentes, las hojas de cartón se envían a las imprentas. Las hojas se introducen en una máquina donde pasan a través de grandes rodillos. Los rodillos transfieren tinta a las lentes creando la apariencia exterior. Este diseño suele ser una espiral en blanco y negro. Numerosos lentes están impresos en cada hoja.
• 7 Una vez aplicada y fijada la decoración, se recortan las lentes de las láminas de cartón mediante cortadoras. La hoja de cartón se coloca en una máquina y se enrolla con estampadores. Están unidos al rodillo y son esencialmente una serie de cortadores de galletas de metal del tamaño y forma exactos de la lente. A medida que el cartón se enrolla, los sellos bajan sobre el cartón y recortan la forma exacta de las lentes. El corte se realiza de forma que la decoración de la parte frontal de la lente quede perfectamente posicionada. La forma de la lente está realmente cortada para que se pueda doblar para hacer una lente de doble capa.

Finalizando

• A continuación, se sellan 8 agujeros a través de las lentes de doble capa utilizando una máquina perforadora. Los recortes se colocan de modo que una varilla de metal con el mismo diámetro que los orificios deseados pueda perforar el centro de cada lente.
• 9 A continuación, se abre la lente y se pega una pluma sobre cada orificio. Luego, la lente se vuelve a doblar y pegar.
• 10 Luego, las lentes se colocan en el marco de plástico. Una ranura en el marco dentro de cada área de la lente permite que las lentes de cartón encajen. Luego, las gafas de rayos X se colocan en una bolsa de plástico y se engrapa una tarjeta de cartón en la parte superior para cerrar la bolsa. La tarjeta está decorada con ilustraciones para mostrar cómo se usan las gafas.

Control de calidad

El control de calidad comienza con el plástico y el cartón entrantes que se utilizan para fabricar los anteojos de rayos X. El fabricante verifica que el cartón y el plástico cumplan con las especificaciones relacionadas con la apariencia física, las dimensiones, la consistencia y otras características. Para los materiales que son suministrados por proveedores externos, el fabricante de anteojos para rayos X generalmente requiere una inspección de control de calidad por parte de sus proveedores. Durante la producción, las hojas se controlan aleatoriamente para verificar la consistencia y los errores de impresión. Las hojas defectuosas se eliminan antes de la producción. Los inspectores de línea también están ubicados en varios puntos de la línea de producción para garantizar que solo se utilicen piezas de calidad para la producción. Las velocidades de producción son verificadas por computadoras, al igual que la presión, la supresión y la resistencia al rodar. Los sensores computarizados también ayudan a monitorear cada etapa de producción. Otras cosas que se prueban incluyen la uniformidad del color, la resistencia al agua y la flexibilidad del marco de plástico.

Subproductos / Residuos

Los productos de desecho que resultan de la fabricación de vidrios para rayos X incluyen el exceso de escurrimiento de plástico del proceso de moldeo por inyección y los desechos de cartón que sobraron del proceso de corte. La mayor parte del plástico que se escurre se puede fundir y reutilizar nuevamente si no se ha contaminado y aún cumple con las especificaciones necesarias. Si no es así, el plástico puede reciclarse para su uso en otros productos. El cartón se puede reciclar, por lo que los sobrantes se recogen para este fin.

El futuro

Los anteojos de rayos X no son tan populares como antes. Incluso las tiendas de novedades que ofrecen este tipo de productos de broma son difíciles de encontrar. Por lo tanto, es probable que haya pocos cambios en el diseño de las novedosas gafas de rayos X actuales. En el futuro, las mejoras tecnológicas en la producción de papel y plástico se incorporarán a la producción de gafas de rayos X.

Si bien la producción de gafas de rayos X que realmente funcionen es imposible, la idea de crear gafas que puedan ver a través de algunos materiales parece prometedora. Un producto que se ha introducido es un par de gafas que permiten al usuario ver a través de ciertos tipos de ropa. No se basan en el principio de los rayos X, sino en los rayos de luz. Al igual que los rayos X, ciertos rayos de luz visible e infrarroja pueden atravesar algunos materiales, como las fibras de la ropa. El objeto luego refleja esta luz y es esta luz reflejada la que se puede ver. Por lo general, la luz reflejada por la superficie de la ropa sobrepasa la capacidad de una persona para ver la luz reflejada del cuerpo. Estas gafas están equipadas con una cámara sensible que filtra la luz de la ropa y captura la luz infrarroja reflejada del cuerpo. Esto hace que la cubierta sea invisible y permite que el objeto sea visible.

Dónde obtener más información

Libros

"Papel." Enciclopedia de tecnología química de Kirk-Othmer. Vol. 18. R. E. Kirk y D. F. Othmer, eds. Nueva York:John Wiley &Sons, 1996.

"Procesamiento de plásticos". Enciclopedia de tecnología química de Kirk-Othmer. Vol. 19. R. E. Kirk y D. F. Othmer, eds. Nueva York:John Wiley &Sons, 1996.

Publicaciones periódicas

Munden, M. "Mike Harden:Los artículos de broma reflejan un sentido cambiante del humor". El envío de Columbus (16 de febrero de 2001).

Otros

McCarron, Brett. "El verdadero secreto detrás de las especificaciones de rayos X". Página web Cómo se hace. Diciembre de 2001. .

La página web de la empresa S. S. Adams. Diciembre de 2001. .

Perry Romanowski