なぜ、IRランプがあなたのガラス製品を台無しにしてしまうのか
一度は、最初に作ったガラス製品が完璧だったのに、次に作ったものが全く使い物にならないという経験はありませんか？内部応力や奇妙な光学歪みが生じてしまい、何が原因なのかわからず悩んでしまいます。
実際、原因はほとんどの場合、制御装置ではありません。問題はランプそのものです。
もし、使用しているランプのうち数個だけが5％程度性能が低下していれば、その部分に熱集中が起こります。その結果、ガラス全体が不良品になってしまいます。本当に悔しいですよね。
均一な加熱を実現するためのコツ
これを防ぐために、高純度の石英製のケースを使用します。目的は、チューブの両端から均一に赤外線を放出させることです。
一貫性というのは、フィラメントの巻き方に関わってきます。もし巻き方が不均一だと、ガラスに筋状の模様ができてしまいます。私たちは、熱流束が均一になるように、極めて密にフィラメントを巻きます。そうすれば、ガラスの端部分が中央よりも早く冷えることがなくなります。
適切なバランスを見つける
石英を使用する理由は、急激な加熱・冷却に耐えられ、割れないからです。また、特定のハロゲン剤を使用することで、フィラメントの温度を上げつつ、ワイヤーが焼損するのを防ぎます。これにより、より多くの短波長エネルギーがガラスの奥深くまで届きます。
しかし、欠点もあります。出力が高ければランプも高温になります。もし短いチューブを使って2000Wの出力を得ようとすると、反射板は絶対に汚れてはいけません。鏡に少しでもほこりや酸化があると、熱が溜まってしまい、石英チューブが早期に故障してしまいます。
推測に頼るのはやめよう
単にプログラムを設定するだけでは、悪いハードウェアの問題を解決することはできません。もしランプが不均一な熱を放出しているなら、PID制御装置は単にエラーを平均化するだけで、実際には問題を解決していないのです。
唯一の真の解決策は、電気的仕様が一致したランプを使用することです。電圧や抵抗の許容範囲が狭ければ、オーブンの各部品の動作も一定になります。そうすれば、アニーリング処理も再現可能な科学となります。もう、運に任せる必要はありません。