ガラスの強化処理における適切な加熱方法
もしガラスを扱ったことがあるなら、うまくいきそうなタイミングでガラスが割れてしまうという悪夢を知っているはずです。これは主に温度の上昇速度が原因です。もしガラスに過度な熱を加えたり、不均一に加熱したりすると、ガラスは破壊されてしまいます。
そのため、瞬間的に再加熱する際には短波赤外線ランプを使用します。重要なのは熱ショックを防ぐことです。熱は必要ですが、無闇に強い熱を加えてはいけません。
迅速かつ効率的な加熱のコツ
作品が割れないようにするためには、加熱源がすぐに反応できる必要があります。
短波赤外線ランプは、石英製のケースの中にタングステンフィラメントが入っています。優れている点は、対流式オーブンのように空気を温める時間がかからないことです。エネルギーを直接ガラス表面に送り込むのです。
このランプにはSCR制御装置を組み合わせています。これにより、マイクロ秒単位で出力を調整できます。つまり、迅速に熱密度を上げることができますが、ガラスが破壊される直前で停止できます。これにより、表面が柔らかくなりつつも、表面と内部との間に大きな温度差が生じることがありません。
ハードウェアの選定
非常に高い温度に耐えられる高純度の石英を使用しています。また、R7やSK15のコネクタを使用します。なぜかというと、しっかりと接続されていれば、高出力をかけても端子で放電が起こらないからです。これにより、心配することが少なくなります。
しかし、問題点もあります。高い出力密度によって大量の熱が発生します。
2kW以上のランプを狭い空間で使うと、そこはひどく熱くなります。そのため、効果的な冷却ファンや水冷装置が必要です。もし筐体の換気が不十分だと、電極が過熱し、ランプが予想より早く壊れてしまいます。
実際の設置方法
実際にこれらのランプを強化処理ラインに取り付ける際には、適切な設置が求められます。
多くの人が失敗するのは位置決めです。ランプが近すぎると、熱の集中が起こり、作品が破壊されます。逆に遠すぎると、処理時間が長引きます。
最適な距離を見つければ、ガラス全体に均一な熱が行き渡ります。それだけです。