なぜ、あなたのIRランプがガラスの品質を損なっているのか
もし、列車の窓用のガラスを製造しているのであれば、その苦労はよくわかるでしょう。ガラスは完全に透明であり、構造的にもしっかりしていなければなりません。しかし、大量生産を行うと、「バッチドリフト」という問題が発生します。
最初の数枚のガラスは完璧ですが、生産が進むにつれて品質が悪くなっていきます。目標とする温度に達しなくなり、なぜそうなるのか疑問に思います。
実際のところ、使用している加熱ランプ自体が同じではないのです。
ワット数の問題
ほとんどの標準的なIRランプは、±5％、場合によっては10％の許容範囲しかありません。これはスペックシート上ではごくわずかに思えますが、大規模なアニーリングオーブンでは大きな問題となります。
2つのランプの間に5％の差があると、低温部分が生じます。厚手のガラスの場合、このような微妙な温度差が内部応力を引き起こします。肉眼では問題ないように見えても、偏光顕微鏡で見ると不良と判断されてしまいます。
この問題を解決するには、許容範囲を狭める必要があります。すべてのランプが同じワット数を出せば、低温部分はなくなり、全体に均一な加熱が得られます。
力量だけでは不十分
重要なのは、どれだけのエネルギーを供給するかだけではありません。熱の「種類」も重要です。
もし、1つのランプが短波長側に傾き、もう1つが中波長側に傾いていると、ガラスが熱を異なる方法で吸収してしまいます。これでは品質が安定しません。一貫性の高いランプを使えば、すべての管で波長が一定に保たれます。
また、PIDコントローラーを使ってこの問題を解決しようとしても無駄です。コントローラーはセンサーからの情報しか知りません。センサーの間で何が起こっているかは分かりません。安定した品質を得るには、均一な熱源を使う必要があります。
難点
ただし、ここには妥協点があります。
許容範囲を狭めると、ランプのコストが上がります。つまり、どのランプを使うかを厳格に選ぶ必要があるのです。
さらに、高出力のランプは多くの電力を消費します。配線がピーク電流に耐えられるか確認してください。電圧が下がってしまうと、せっかく得た一貫性が台無しになってしまいます。