Wie man das Quarz-Anlassen richtig macht
Wenn man Glas in Laborqualität herstellt, gibt es nichts Schlimmeres, als wenn ein Behälter unter Vakuum zerbricht. Das ist wirklich frustrierend. Meistens passiert das aufgrund von internen Spannungen, die während des Formvorgangs entstehen. Wenn man diese Spannungen nicht durch eine kontrollierte Erwärmung beseitigt, ist das Glas im Grunde genommen eine tickende Zeitbombe.
Deshalb verwenden wir Infrarot-Elemente mit einer Präzision von 0,1 °C. Es geht dabei um Kontrolle.
Warum 0,1 °C wichtig ist
Die meisten Heizelemente sind zu ungenau – sie schwanken ständig hin und her. Wenn man die Temperatur um auch nur 5 °C überschreitet, kann man die internen Spannungen wieder in das Glas bringen.
Quarz ist empfindlich – er hat einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Das bedeutet, dass er plötzliche Temperaturschwankungen nicht verträgt. Man benötigt also eine Heizquelle, die die gewünschte Temperatur genau erreicht und dort bleibt – ohne weitere Schwankungen.
Wir kombinieren kurzwellige Infrarot-Emitter mit Hochfrequenz-PID-Reglern, um dieses Problem zu lösen. Die Wärme erreicht sofort die Glaswand. Dadurch entsteht ein gleichmäßiges Temperaturprofil über den gesamten Rohrverlauf. Keine kühlen Stellen, keine ungewöhnlichen Gradienten – nur konstante Wärme.
Das Gleichgewicht finden
Das Ziel ist es, das Glas genau bei der richtigen Temperatur zu halten. Es muss gerade so weich sein, dass die internen Spannungen nachlassen können – aber nicht so weich, dass das Glas zusammenfällt. Es handelt sich dabei um ein sehr schmales Fenster. Wenn das Infrarot-Element abweicht, „friert“ man eigentlich die Spannungen im Material ein.
Diese Systeme sind dazu konzipiert, kompakt zu sein. Die Infrarotlampen liefern viel Leistung, sodass man die Temperatur schnell erhöhen kann. Doch hier liegt das Problem: All diese Leistung erzeugt viel Abwärme. Wenn man die Kühlfans und das Gehäuse nicht richtig einstellt, kann man seine eigenen Elektronikkomponenten zerstören.
Umsetzung in der Praxis
Um dieses System zum Funktionieren zu bringen, muss man die Elemente in ein geschlossenes System mit einem Pyrometer anschließen. Der Vorteil ist die Geschwindigkeit: Die Infrarotlampe reagiert in Millisekunden auf die Messwerte des Sensors. Dadurch entfallen die Verzögerungen, die man normalerweise mit herkömmlichen Widerstandsheizelementen hat. Es handelt sich dabei um eine einfache Lösung, um Stressrisse bereits im Vorfeld zu verhindern.