複雑な形状をしたガラス製品における「冷たい部分」を解消する方法
もしアニーリング窯を扱ったことがあるなら、「死んだ領域」という問題に直面したことがあるでしょう。例えば、特注のフラスコや奇妙な形をした実験器具などを加熱してみると、他の部分はちゃんと温まっているのに、一部の場所だけが冷たく残ってしまいます。
そのような場所には熱が届かないのです。そうした場所が冷たく残っていると、ガラスに不均一な応力が生じ、結果として製品が工場を出る前に壊れてしまいます。これは本当に厄介な問題です。これを解決するために、私たちは空気を利用するのではなく、多方向に配置された短波長の赤外線ランプを使います。
熱をすべての場所に行き渡らせる方法
単純な形状の場合は対流で十分ですが、それは空気の流れに頼っています。一方、赤外線は異なります。直接ガラス表面に当たります。
すべての曲面に十分な熱が行き渡るように、クォーツハロゲンエミッターを使用します。これにより、非常に小さなスペースで大きなパワーが得られます。また、ランプを並べるだけでなく、交互に配置することもあります。
そうすることで、放射線が窯の壁に反射したり、反射シールドを通してガラス製品の周りを回ったりします。まるで製品を熱の布で覆っているようなもので、そうすることで冷たい部分を解消できます。
設置に関する詳細
通常は、温度を素早く上昇させるために高ワット数のクォーツチューブを使用します。また、R7やSK15のコネクタも使用します。なぜかというと、ランプが壊れても新しいものを簡単に交換できるからです。
ガラスの種類によっては、深部まで熱を伝えるために透明なクォーツを使用したり、放射スペクトルを調整するためにコーティングされたチューブを使用したりします。
ただし、注意点として、電力の管理が重要です。230Vや400Vのランプを多数使用すると、大量の電力が必要になります。そのため、太いケーブルや、赤外線の反応速度に対応できるPIDコントローラーが必要です。もし電子機器の反応が遅ければ、目標温度を超えてしまう可能性があります。
デメリット
赤外線は速いですが、直線的にしか進みません。
もしガラス製品に極端に突出した部分や深い凹みがある場合、1列のランプでは不十分です。その場合は、回転式の治具やマルチゾーンラックを使う必要があります。
確かに、これには工場内のスペースが必要で、配線も少し複雑になります。しかし、不規則な形状のガラス製品に均一に熱を与えたいのであれば、これが最善の方法です。