Umgang mit thermischen Schocks bei der Erhitzung von Glas
Die Realität beim Arbeiten mit Glas ist folgende: Glas verträgt plötzliche Temperaturänderungen nicht. Wenn man ein kaltes Stück Glas zu schnell mit hoher Hitze bestrahlt, wird es Risse bekommen – immer wieder.
Um dies zu umgehen, verwenden wir kurzwellige Infrarotlampen zur „Sofortverhärtung“ des Glases entlang der Markierungen. Der Trick besteht darin, einen sehr bestimmten Punkt schnell mit Hitze zu bestrahlen, ohne den Rest des Glases zu belasten.
Das Geheimnis liegt in der Kontrolle der Leistung.
Man kann nicht einfach einen Schalter umlegen und das Glas mit konstanter Hitze bestrahlen – das führt zum Desaster. Stattdessen verwenden wir Lampen in Kombination mit schnell schaltenden Steuergeräten wie SCRs oder Thyristoren. Solche Geräte sind äußerst präzise und ermöglichen es uns, die Leistung in Millisekunden anzupassen. Durch das Anpassen der Leistung können wir steuern, wie sich das Glas ausdehnt. Wenn man eine Lampe mit zu hoher Leistung für die jeweilige Geschwindigkeit verwendet, entstehen „heiße Punkte“. Und sobald es heiße Punkte gibt, ist meistens auch ein Riss im Glas vorhanden.
Was ist mit den Verbindern?
Wir verwenden fast immer Quarzhalogenröhren. Quarz eignet sich hervorragend, denn er kann extreme Temperaturen aushalten, während gleichzeitig das Kurzwellenstrahlung hindurchgelassen wird. Ehrlich gesagt ist Kurzwellen-Infrarot die einzige Möglichkeit, die Hitze schnell genug in das Glas zu bringen, damit eine hochgeschwindige Produktionslinie weiterhin funktionieren kann.
Man findet diese Lampen in der Regel mit R7- oder SK15-Steckern. Sie sind zwar nicht besonders komplex, aber sie sind aus gutem Grund der Industriestandard: Sie erleichtern den Austausch der Lampen. Wenn eine Lampe kaputt geht, kann man sie einfach austauschen – ohne dass man den ganzen Heizkreis umbauen muss.
Die Abwägungen, die man berücksichtigen muss
Eine hohe Heizleistung belastet die elektrische Anlage stark. Sicherlich liefert ein höherer Spannungspegel mehr Wärme – doch dadurch werden auch die Elektroden der Lampe beschädigt. Es handelt sich dabei um ein Gleichgewichtsproblem: Man muss die Leistung der Lampe gegen die Fähigkeit des Kühlsystems abwägen, die Wärme vom Gehäuse wegzutransportieren. Wenn man die Kühlung ignoriert, sterben die Lampen viel schneller, als es eigentlich notwendig wäre.