Как избежать трещин: правильная термообработка стекла
Нет ничего хуже, чем тратить часы на изготовление изделий из боросиликатного стекла, чтобы в итоге они разлетелись на куски без явных причин. Обычно это происходит из-за того, что внутренние напряжения в стекле не были нивелированы. Если температура в печи меняется даже на несколько градусов, это может привести к серьезным последствиям для оборудования.
Поэтому мы используем высокоточные инфракрасные элементы. Мы поддерживаем температуру в пределах 0,1°C. Это кажется незначительной цифрой, но именно она определяет качество готового изделия: либо идеальное стекло, либо куча дорогостоящих осколков.
Почему так важен показатель 0,1°C
Большинство нагревательных элементов работают по принципу включения/выключения. Это приводит к колебаниям температуры. Для точной термообработки такие колебания слишком велики.
Мы используем коротковолновые инфракрасные лампы в сочетании с высокочастотными контроллерами PID. Вместо того чтобы ждать, пока воздух нагреется и начнет циркулировать, инфракрасная энергия напрямую воздействует на стекло. Это происходит почти мгновенно. Как только датчик фиксирует снижение температуры на 0,1°C, лампа усиливает свое воздействие. Это предотвращает резкое изменение напряжений в стекле, что и является причиной большинства проблем.
Компромисс между теплом и потоком воздуха
Проблема в том, что эти лампы выдают огромную энергию. Это хорошо с точки зрения скорости обработки, но при этом на поверхности лампы возникает очень высокая температура. Нельзя просто поместить их в любую коробку. Необходимо, чтобы корпус печи и система вентиляции могли справиться с таким повышенным тепловым напряжением. Если поток воздуха будет заблокирован, лампы сгорят гораздо раньше, чем следует. Мы обычно используем кварц-галогенные лампы, потому что они лучше выдерживают длительную эксплуатацию.
Как добиться идеального результата
Мы используем эти лампы на последнем этапе производства. Настоящее волшебство происходит тогда, когда мы контролируем процесс охлаждения – а именно переход от температуры термообработки к температуре, при которой возникают напряжения в стекле. Если этот переход происходит правильно, молекулярная структура стекла остается однородной. В результате получается изделие, способное выдерживать процедуры автоклавирования и агрессивные химические реакции без разрушения.
В конце концов, всё сводится к соответствию мощности инфракрасных ламп массе стекла. Просто, но эффективно.