Come ottenere un corretto processo di tempera del vetro tramite radiazioni infrarosse
Se avete mai visto dei pezzi di attrezzatura in vetro rompersi spontaneamente sotto vuoto, allora capite perfettamente il motivo per cui parliamo di questo argomento. È davvero un incubo. Di solito, ciò accade perché il vetro viene raffreddato troppo velocemente oppure perché la temperatura aumenta durante il processo di tempera, causando tensioni interne nel materiale.
Ecco perché utilizziamo elementi a radiazioni infrarosse ad alta precisione: essi permettono una reazione molto più rapida. Mentre i tradizionali sistemi basati su bobine resistive richiedono molto tempo per reagire, le radiazioni infrarosse agiscono quasi istantaneamente.
Perché ci preoccupiamo tanto della precisione di 0,1°C
Il vetro è molto sensibile alle variazioni di temperatura. Una piccola variazione di pochi gradi può fare la differenza tra un contenitore perfetto e un mucchio di rottami costosi. Per questo cerchiamo di mantenere una stabilità termica di 0,1°C. Perché? Perché dobbiamo assicurarci che l’intero contenitore – ogni curva e angolo – raggiunga lo stesso equilibrio termico. Se ci sono “punti freddi”, ci sono anche punti di tensione; e sono proprio questi punti a causare le crepe.
Inoltre, utilizziamo radiazioni infrarosse a lunghezza d’onda corta: queste penetrano più in profondità nel vetro rispetto alle radiazioni a lunghezza d’onda lunga. In questo modo possiamo riscaldare il nucleo di un contenitore dalle pareti spesse, senza danneggiare accidentalmente la superficie esterna.
Come evitare le fratture dovute alle tensioni
Per evitare queste temute fratture, è necessario un abbassamento graduale della temperatura, in modo uniforme. Abbiniamo quindi gli elementi a radiazioni infrarosse a controller PID e termocoppie che reagiscono in tempo reale.
Il vantaggio delle lampade a radiazioni infrarosse è proprio questa velocità di reazione: se un sensore rileva una variazione di temperatura di 0,2°C, la potenza fornita alla lampada diminuisce immediatamente. Non c’è bisogno di aspettare.
Con un forno tradizionale non si può fare lo stesso: questi dispositivi hanno una massa termica troppo elevata, il che rende difficile un controllo preciso della temperatura. Le lampade a radiazioni infrarosse invece non presentano questo problema.
L’unico svantaggio…
C’è però un problema: tale livello di precisione esercita una grande pressione sul sistema di alimentazione elettrica. Per ottenere una stabilità termica di 0,1°C, è necessario utilizzare una fonte di alimentazione pulita, senza interferenze elettriche. Se la rete elettrica presenta rumore, la lampada lamenterà delle fluttuazioni di luminosità. Anche se queste fluttuazioni sono lievi, compromettono comunque la precisione del sistema.
In sintesi, il sistema di filtraggio elettrico deve essere altrettanto preciso dei sensori stessi; altrimenti l’intero sistema non funzionerà correttamente.