راز شیشهای که نمیشکند
آیا تا به حال تجربه داشتهاید که یک جواهرات شیشهای یا یک فلاسک آزمایشگاهی ناگهان منفجر شود؟ بدون هیچ هشداری، بدون هیچ علامتی، فقط یک انفجار ناگهانی. معمولاً دلیل آن، تنشهای درونی شیشه است.
راهحل این است که به دمای مناسب برسیم؛ دمایی که در آن شیشه آرام شود، اما در واقع ذوب نشود. این کار مانند راه رفتن روی یک طناب باریک است؛ اگر دما کمی بالاتر باشد، شیشه شروع به خم شدن میکند؛ اگر دما کمی پایینتر باشد، تنشهای درونی باقی میماند و در نهایت باعث شکستن شیشه میشود.
چرا ما روی دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد تأکید داریم؟
اکثر دستگاههای گرمایشی دارای نوسانات زیادی هستند؛ آنها دما را ۲ یا ۵ درجه تغییر میدهند؛ این مقدار کم به نظر میرسد، اما برای شیشههای با دیوارههای نازک، این موضوع مشکلساز است. این نوسانات باعث ایجاد تفاوتهای دمایی کوچکی میشود؛ در واقع، بخشهای مختلف شیشه با یکدیگر در تضاد قرار میگیرند.
به همین دلیل، از دستگاههای تابش مادونقرمز استفاده میکنیم؛ این دستگاهها دما را در محدوده ۰.۱ درجه سانتیگراد ثابت نگه میدارند. این کار از نوسانات جلوگیری میکند؛ وقتی که کل قطعه به حالت تعادل برسد، دمای آن ثابت میماند. در این صورت، هیچ مشکلی در فرآیندهای فرزکاری یا سرد کردن قطعه وجود نخواهد داشت.
چگونه گرما را در جای مناسب قرار دهیم؟
ما از دستگاههای تابش مادونقرمز کوتاهامواج استفاده میکنیم؛ چرا؟ چون این دستگاهها گرما را به درون شیشه منتقل میکنند. گرمای ناشی از جریان هوا فقط به سطح شیشه اثر میکند، اما گرمای ناشی از تابش مادونقرمز به درون شیشه نفوذ میکند.
اما باید مراقب تراکم انرژی باشیم؛ لامپهای با توان بالا میتوانند دمای شیشه را به سرعت بالا ببرند، اما اگر لامپ به درستی مرکزیزه نشود، مناطق گرمتری ایجاد خواهد شد. برای کنترل این موضوع، از کنترلکنندههای PID و ترموکوپلهای دقیق استفاده میکنیم؛ این ابزارها کل سیستم را در یک چرخه منظم نگه میدارند.
هزینههای پنهان دقت بالا
نکته مهم این است که دستیابی به دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد کار آسانی نیست. برای این کار، به منبع تغذیه با کیفیت بالا نیاز داریم؛ اگر برق موجود در کارگاه ناپایدار باشد، این ناپایداری در اندازهگیریهای دما نیز منعکس خواهد شد. این موضوع میتواند باعث ناامیدی شود.
علاوه بر این، برای محافظت از لامپ، به یک جعبه خنککننده نیاز داریم؛ اگر بدنه لامپ گرم شود، این موضوع باعث اختلال در عملکرد سنسورها میشود. البته این یک تجهیزات اضافی است، اما تنها راه برای اطمینان از صحت اندازهگیریهاست.