วิธีการทำให้กระบวนการอบแก้วด้วยความร้อนมีประสิทธิภาพ
เมื่อคุณผลิตแก้วในระดับห้องปฏิบัติการ ไม่มีอะไรแย่ไปกว่าการที่ภาชนะที่ใช้บรรจุแก้วแตกขณะอยู่ภายใต้สภาพสุญญากาศอีกแล้ว มันเป็นเรื่องที่น่าหงุดหงิดมาก โดยปกติแล้ว เหตุการณ์นี้เกิดจากความเครียดภายในวัสดุที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิต หากคุณไม่ขจัดความเครียดเหล่านั้นออกไป แก้วก็จะกลายเป็น “ระเบิดเวลา” ไปเลย
นั่นคือเหตุผลที่เราใช้เครื่องกำเนิดความร้อนแบบอินฟราเรดที่มีความแม่นยำถึง 0.1°C นั่นคือการควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ
ทำไมความแม่นยำ 0.1°C ถึงสำคัญ
เครื่องกำเนิดความร้อนส่วนใหญ่มีความผันผวนสูง อุณหภูมิจะขึ้นลงอย่างรวดเร็ว หากอุณหภูมิสูงเกินไปเพียง 5°C เท่านั้น ก็อาจทำให้เกิดความเครียดภายในวัสดุอีกครั้งได้
แก้วนั้นมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงมาก โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำมาก นั่นหมายความว่าแก้วไม่ชอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว คุณจึงต้องใช้แหล่งกำเนิดความร้อนที่สามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว
เราจึงใช้เครื่องกำเนิดความร้อนแบบอินฟราเรดความถี่สูงร่วมกับตัวควบคุม PID เพื่อแก้ปัญหานี้ ความร้อนจะถูกส่งไปยังผนังแก้วทันที ทำให้มีอุณหภูมิที่สม่ำเสมอทั่วทั้งท่อ ไม่มีจุดที่อุณหภูมิต่ำเกินไป หรือมีความแตกต่างของอุณหภูมิมากเกินไป มีเพียงความร้อนที่สม่ำเสมอเท่านั้น
การควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสม
เป้าหมายคือการรักษาอุณหภูมิของแก้วให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม คืออุณหภูมิที่เพียงพอให้ความเครียดภายในวัสดุหายไป แต่ก็ไม่สูงเกินไปจนทำให้แก้วเสียรูป มันเป็นเรื่องที่ต้องควบคุมอย่างระมัดระวัง หากเครื่องกำเนิดความร้อนมีความผิดเพี้ยน ก็เท่ากับว่าคุณกำลัง “ทำให้ความเครียดฝังอยู่ในวัสดุ” ไปเลย
ระบบเหล่านี้ถูกออกแบบมาให้มีขนาดกะทัดรัด โดยเครื่องกำเนิดความร้อนแบบอินฟราเรดสามารถสร้างความร้อนได้อย่างรวดเร็ว แต่ปัญหาก็คือ พลังงานที่เกิดขึ้นจะก่อให้เกิดความร้อนส่วนเกินมากมาย หากคุณไม่ควบคุมพัดลมระบายความร้อนและตัวเครื่องให้ดี ก็อาจทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียหายได้
วิธีการใช้งานในห้องปฏิบัติการ
เพื่อให้ระบบนี้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ คุณจำเป็นต้องเชื่อมต่อเครื่องกำเนิดความร้อนเข้ากับระบบวงจรปิดที่มีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิด้วย
ข้อดีของระบบนี้คือความรวดเร็ว โดยเครื่องกำเนิดความร้อนแบบอินฟราเรดจะตอบสนองต่อสิ่งที่เซ็นเซอร์วัดได้ในเวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาที ซึ่งช่วยกำจัดความล่าช้าที่เกิดขึ้นกับเครื่องกำเนิดความร้อนแบบดั้งเดิมได้ นี่คือวิธีที่ง่ายและมีประสิทธิภาพในการป้องกันไม่ให้เกิดการแตกของแก้วได้