なぜ、あなたのIRランプがガラスの品質を損ねているのか
もし、一括でのガラスのアニーリング処理を経験したことがあるなら、「バッチ間のばらつき」という問題に悩まされたことがあるでしょう。それは本当に悩ましい問題です。一度は問題なく処理できても、次のバッチでは何の理由もなく、内部応力や奇妙な光学歪みなどの問題が発生します。
多くのエンジニアは、タイマーや炉の断熱性能をチェックすることから始めます。しかし、実際の問題は目の前にあるのです。つまり、IRランプが出している熱量が一定でないのです。
「十分に近い」という考え方の問題点
IRランプの場合、複数のランプを使っても、各ランプが同じ量の熱を出していると思い込みがちです。しかし、安価なランプの場合、その精度は5％から10％程度しかありません。
それはさほど大きな差には思えませんが、一括処理を行う場合、5％の熱量の差でも冷たい部分ができてしまいます。ガラスは繊細な材料です。もし、一部の領域が他の領域と同時に適切な温度に達しなければ、残留応力が残ってしまいます。
だからこそ、私たちは高い精度を持つランプを使うのです。バラつきを±2％以下に抑えることで、炉全体の温度分布を均一に保つことができます。そうすれば、予期せぬ問題も起きません。
適切なランプの選び方（劣化させないために）
ガラスの厚さに応じてランプを選ぶのは、微妙なバランスが必要です。
短波長のIRランプは、ガラスの奥深くまで熱が届くので優れています。中波長のランプは、表面での吸収に適しています。通常は、特定のコーティングが施された石英製のケースを使用して、理想的な放射スペクトルを得ています。
ただし注意が必要です。冷たい部分を「解決する」ために単純にワット数を上げてもいけません。ランプを過度に負荷すれば、すぐに壊れてしまいます。また、高出力の2kWランプを狭い空間に設置する場合は、冷却ファンが十分に機能しているか確認する必要があります。そうでなければ、ソケットが溶けてしまいます。
推測をやめよう
ランプの性能が安定していれば、温度上昇や保持時間も予測可能になります。推測する必要もなくなります。ガラスは、ラック上のどこにあっても同時に所定の温度に達します。これにより、新しいバッチを開始するたびにPIDコントローラーを調整する手間もなくなります。シンプルにうまく動作するのです。