چرا دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد در فرآیند ذوب شیشه اهمیت زیادی دارد؟
وقتی که مشغول ساخت لوازم شیشهای در سطح آزمایشگاهی هستید، در واقع در حال بازی با پیامدهای بسیار جدی هستید. تفاوت بین یک قطعه کاملاً عالی و یک قطعه که در شرایط خلأ منفجر میشود، معمولاً فقط چند دهم درجه است.
به همین دلیل، از لامپهای مادونقرمز با دقت بالا برای این کار استفاده میکنیم. باید به آن نقطه ایدهآل برسیم؛ یعنی نقطهای که در آن تنشهای داخلی کاملاً از بین بروند، بدون اینکه شیشه به یک توده یکپارچه تبدیل شود.
مشکلات مربوط به دقت
مشکل اینجاست که شیشه در انتقال گرما عملکرد بسیار ضعیفی دارد. اگر دمای عنصر گرمایشی حتی ۲ درجه تغییر کند، مشکلاتی پیش میآید. در این صورت، «شیب حرارتی» ایجاد میشود؛ یعنی دمای سطح شیشه با دمای مرکز آن متفاوت میشود. این تفاوت، تنشهای داخلی را ایجاد میکند.
ما از لامپهای مادونقرمز با دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد استفاده میکنیم؛ چون نمیتوانیم ریسک کنیم. اگر در این بازه دقیق باقی نمانیم، تنشهای داخلی شیشه ثابت میمانند. شاید در حال حاضر شیشه درست به نظر برسد، اما به محض قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی، ترک خواهد خورد. هیچ کس چنین چیزی را نمیخواهد.
تجهیزات مورد نیاز
برای دستیابی به چنین کنترل دقیقی، از فرستندههای مادونقرمز با موجهای کوتاه استفاده میکنیم. برخلاف گرمایشکنهای موجهای بلند، این فرستندهها میتوانند گرما را به عمق شیشه منتقل کنند. معمولاً این فرستندهها با کنترلکنندههای PID با فرکانس بالا همراه هستند تا دمای شیشه به طور پایدار کنترل شود.
اما یک مشکل وجود دارد: این لامپها انرژی زیادی مصرف میکنند. اگر منبع تغذیه لامپها ناپایدار باشد، دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد از بین میرود. بنابراین، نیاز به منبع تغذیه پایدار و بدون نویز وجود دارد. اگر دمای تغذیه پایدار نباشد، دمای شیشه نیز پایدار نخواهد بود.
جلوگیری از ترک خوردن شیشه
همه چیز به نحوه خنک کردن شیشه بستگی دارد. اگر فرآیند خنک کردن سریع انجام شود یا دما ناهموار باشد، سطح بیرونی شیشه سریعتر از مرکز آن کوچک میشود. این امر باعث ایجاد تنش در شیشه میشود. با کنترل دقیق مادونقرمز، میتوانیم دمای شیشه را به آرامی و به صورت مداوم کاهش دهیم. بدون چنین کنترلی، در واقع در حال شانسآزمایی با کیفیت محصولات خود هستیم.