ガラスのアニーリング時に発生する厄介な「デッドゾーン」を解決する方法
もし、形状が奇妙なフラスコや特注の実験器具など、複雑な形をしたガラス製品を扱ったことがある人なら、内部応力によって引き起こされる問題を知っているはずです。窯から製品を取り出すと、すぐに割れてしまいます。
これは、通常、窯に「デッドゾーン」があるからです。つまり、熱が届かない場所があるのです。ガラスの一部が他の部分よりも速く冷却されると、全体が壊れてしまいます。
解決策は、従来の抵抗加熱に頼るのをやめることです。私たちが見出したのは、目的を持って赤外線ランプを使用することが最善の方法だということです。
なぜ赤外線が効果的なのか
一般的な対流加熱では、凹んだ部分や狭い部分に熱を送り込むのが難しいです。しかし、赤外線は直線的に進み、ガラス表面に直接当たります。短波または中波のランプを異なる角度で設置すれば、工作物の各方向から熱を与えることができます。もう、窯の角が十分に温まっているかどうかを推測する必要はありません。
適切な設置方法
ただランプを置くだけではダメです。ワット数や長さを炉の大きさに合わせる必要があります。高ワット数のクォーツランプが最適です。そうすれば、迅速にアニーリングの条件を達成できます。
また、プロのアドバイスとしては、ランプの配置をずらすことです。完璧に並べると、ガラスの一部が他側に熱が届くのを妨げてしまいます。配置をずらすことで、熱が均等に行き渡ります。
しかし、出力には注意が必要です。あまりにも強い熱を一箇所に集中させると、局所的に過熱してしまいます。それにより熱衝撃が起こり、再びガラスが壊れてしまいます。PIDコントローラーを使って、温度が滑らかに下がるように調整する必要があります。
デメリット
赤外線ランプの利点は、即座に効果が現れることです。重いセラミックヒーターを使うよりも、冷却曲線をより精密に制御できます。反応もずっと速いです。
しかし、欠点もあります。これらのランプは壊れやすく、振動や加熱・冷却による膨張収縮に弱いのです。しっかり固定しすぎると、ランプが壊れてしまいます。クォーツ製のランプには、少しの余裕を与えてあげる必要があります。そうしないと、頻繁にランプを交換しなければならなくなります。