複雑な形状をしたガラス製品の「冷え込み部分」を解消する方法
もし、従来の対流式オーブンを使用してアニーリングを行ったことがあるなら、その苦労はご存知でしょう。製品を取り出すと、そこには「冷え込み部分」があります。これは、ガラスの形状によって空気の流れが遮られ、一部の領域だけが冷えてしまうからです。この不均一な冷却によって内部応力が生じ、最終的には大きな音と共に製品が破損してしまいます。
私たちが使うのは、熱風に頼らず、短波長の赤外線を用いた加熱方式です。
必要な場所に熱を届ける
短波長の赤外線の利点は、空気の影響を受けない点です。直接、ガラス分子に熱が伝わります。狭い部分や空気が届かない場所でも、片側からだけ熱を当てるわけにはいきません。そこで、赤外線ランプを複数の角度から配置します。そうすれば、物体の周囲全体に熱が均等に届きます。もう冷え込み部分など存在しません。
必要な機器
効果的な加熱を実現するためには、高出力のクォーツハロゲンランプが必要です。大量生産を行う場合は、数秒以内に適切な温度に達するランプが必要です。数分では遅すぎます。
私は常に、強化されたクォーツ製のランプを推奨します。なぜかというと、通常のランプは高温になると曲がってしまい、品質が悪くなってしまうからです。
ただし、注意が必要です。これらのランプは多くの電力を消費します。2kWのランプを使用する場合は、電力供給装置がその負荷に耐えられるか確認してください。また、R7やSK15のコネクタを使用しましょう。そうすれば、ランプが壊れても簡単に交換できます。コネクタが溶けてしまって、生産ラインが半日も停止するのは避けたいものです。
バランスの取り方
しかし、問題もあります。高強度のランプは非常に強力です。ガラス製品が長時間同じ場所に置かれていると、局所的に過熱してしまいます。
そのため、ランプの強度をコンベヤーの速度と同期させる必要があります。コンベヤーの速度が遅くなったら、PIDコントローラーを使ってすぐに光源の光量を調整する必要があります。そうしないと、別の種類の熱ストレスが生じてしまいます。
少し調整が必要ですが、これが容器全体の温度差を5℃未満に保つ唯一の方法です。ここにこそ、真の品質があるのです。