ガラスの加熱処理において、もう推測するのはやめましょう。
もしあなたがこれまでガラス板に「冷たい部分」ができるという問題に直面したことがあるなら、その苦労はよくわかるでしょう。適切な温度管理をしているつもりでも、内部応力が生じたり、最悪の場合は製品が割れてしまったりします。
多くの人はまずランプのフィラメントのせいだと考えます。しかし実際には、問題はアルミニウム製の反射器にあるのです。もし反射器が熱を正確に指向させない場合、どんなに良いランプを使っても意味がありません。
「十分に近い」というだけでは不十分です
一見すると、標準的なアルミニウム製の反射器は問題ないように見えます。しかし、顕微鏡で見ると話は別です。表面の微妙な歪みが赤外線の角度に影響を与えます。
例えば、ある反射器がエネルギーの85％を反射する一方で、隣の反射器が92％を反射すると、ガラスの温度が不安定になります。だからこそ、高純度のアルミニウムを使用し、精密に加工された放物面形状を持つ反射器を使うのです。そうすれば、アレイ内のすべてのランプで光の角度が一定に保たれます。
加熱チューブを設置する際には、均一な温度分布が求められます。ランプの中心から端まで、エネルギー密度が一定である必要があります。そうすれば、弱いランプが正常に機能するように、全体を過剰に加熱する必要もなくなります。
工場現場の現実
私たちはアノダイズ処理されたアルミニウムを使用します。それは理にかなっています。アルミニウムは良好に光を反射し、熱にも耐えられます。
もちろん、金メッキされた反射器のことも聞くことがあります。確かに、赤外線をより効果的に反射します。しかし、壊れやすいのです。実際の工場では、こんな反射器はすぐに壊れてしまい、コストも高額です。アルミニウムなら、多少のダメージを受けても機能し続けます。
ただし、注意点があります：必ず清潔に保つことです。
ほこりや油が大敵です。これらは赤外線エネルギーを吸収し、アルミニウムが過熱して変形してしまいます。そうなると、焦点がぼやけてしまい、製品の品質が大幅に低下します。
プロセスの最適化
反射器が一定であれば、PIDコントローラーも本来の役割を果たすことができます。ハードウェアと戦うのではなく、ガラスの温度をコントロールできるのです。
そうすれば、全体に均一な加熱が行われ、スクラップ率も減少し、熱ショックによって製品が破損する心配もなく、サイクルタイムを短縮することができます。