Warum 0,1°C bei der Glasherzung tatsächlich wichtig ist
Wenn man Laborgeräte aus Glas herstellt, geht es um viel. Der Unterschied zwischen einem perfekten Produkt und einem Produkt, das unter Vakuum zerbricht, liegt meist in ein paar Zehntelgraden. Deshalb setzen wir auf Hochtemperatur-Infrarot-Heizungen – wir müssen genau den richtigen Punkt erreichen, an dem die inneren Spannungen verschwinden, ohne dass das Glas dabei zu einer „Lache“ wird.
Die Herausforderung der Präzision
Glas leitet Wärme schrecklich schlecht. Wenn die Heizelemente auch nur um 2°C abweichen, entsteht ein „thermischer Gradient“ – mit anderen Worten: Die Außenseite des Glases hat eine andere Temperatur als der Kern. Dadurch entstehen Spannungen im Glas. Wir nutzen daher Infrarot-Heizungen mit einer Präzision von 0,1°C – denn wir können es uns nicht leisten, diese Präzision zu verlieren. Ohne diese Präzision entstehen „eingefrorene“ Spannungen im Glas. Das mag zwar jetzt noch in Ordnung sein, aber sobald das Glas in einen Sterilisator oder eine aggressive Chemikalie kommt, wird es zerbrechen. Das will niemand.
Die notwendige Ausrüstung
Um eine solche Präzision zu erreichen, verwenden wir Kurzwellen-Infrarot-Emittoren. Im Gegensatz zu Langwellenheizern dringen diese in das Glas ein und bringen die Wärme schnell in den Kern des Glases. In der Regel werden diese Heizungen mit PID-Reglern verbunden, die für eine konstante Temperatur sorgen. Doch es gibt ein Problem: Diese Lampen benötigen viel Energie. Wenn die Stromversorgung unregelmäßig ist, verschwindet die Präzision von 0,1°C sofort. Man braucht daher eine saubere, stabile Stromversorgung. Ohne stabile Stromversorgung kann auch keine konstante Temperatur erreicht werden.
Vermeidung von Brüchen
Alles hängt davon ab, wie man das Glas abkühlt. Wenn das Abkühlen zu schnell erfolgt oder die Wärmeverteilung ungleichmäßig ist, zieht sich die Außenschicht des Glases schneller zusammen als der Kern. Dadurch entsteht eine Spannungszone – im Grunde eine „Zeitzündbombe“ im Glas. Mit präziser Infrarot-Steuerung können wir die Temperatur in kleinen, behutsamen Schritten senken. Ohne diese Präzision handelt es sich nicht um echtes Engineering – sondern einfach nur um Glücksspiel mit den Erträgen.