چگونه فرآیند آنیلینگ شیشه را به درستی انجام دهیم: چرا دقت در میزان ۰.۱ درجه سانتیگراد اهمیت زیادی دارد؟
آیا تا به حال تجربه کردهاید که یک قطعه از لوازم آزمایشگاهی شیشهای ناگهان ترک بخورد؟ بدون هیچ هشداری، بدون هیچ ضربهای… فقط یک ترک.
معمولاً این اتفاق به دلیل تنشهای درونی رخ میدهد. اگر فرآیند خنکسازی به درستی انجام نشود، شیشه مانند یک فنر در حالت کشیده باقی میماند. برای جلوگیری از این اتفاق، از لامپهای مادون قرمز با دمای بالا استفاده میکنیم. هدف اصلی، کاهش دمای شیشه به آرامی و به طور یکنواخت است؛ تا شیشه دچار ترک نشود.
اهمیت دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد
شیشه دارای یک بازه بسیار کوچک است که در آن از حالت پلاستیکی به حالت سخت تغییر میکند. اگر دمای هیتر حتی چند درجه تغییر کند، مشکلاتی پیش میآید؛ چرا که تفاوت دمایی بین سطح داخلی و خارجی دیواره ظرف ایجاد میشود. به همین دلیل، بر روی دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد تأکید میکنیم. اگر دما بیش از حد باشد، شیشه در یک نقطه گسترش مییابد؛ و در نتیجه همان تنشهایی که سعی داشتیم از بین ببریم، دوباره ایجاد میشوند.
ما از لامپهای مادون قرمز با امواج کوتاه استفاده میکنیم؛ چون این لامپها نه تنها روی سطح شیشه تأثیر میگذارند، بلکه به عمق شیشه نیز نفوذ میکنند. این کار باعث میشود که هسته شیشه نیز به همان سرعت دمای خارجی آن افزایش یابد؛ در نتیجه همه چیز در هماهنگی باقی میماند.
مشکلات مربوط به لامپها
نمیتوانید هر لامپی را استفاده کنید و امیدوار باشید که نتیجه خوبی خواهد داشت. باید ارتباط مناسبی بین لامپ و کنترلکننده PID وجود داشته باشد.
ما از پوششهای کوارتزی با خلوص بالا برای حفظ یکنواختی تولید نور استفاده میکنیم. عناصر گرمایشی معمولی برای این کار مناسب نیستند؛ باید از عناصری استفاده کنیم که بتوانند بلافاصله واکنش نشان دهند؛ در غیر این صورت با «تأخیر حرارتی» مواجه خواهیم شد.
اما مشکل اینجاست که این لامپهای پرچگالی، مقدار زیادی گرما در فضای کوچکی تولید میکنند. اگر بدنه لامپ خیلی گرم شود، مقاومت درونی آن تغییر میکند؛ در نتیجه دقت ۰.۱ درجه سانتیگراد از بین میرود. بنابراین باید از فنهای خنککننده قوی استفاده کرد تا گرمای محیطی را کنترل کنیم؛ در غیر این صورت کل سیستم دچار اختلال میشود.
چرا این روش در دنیای واقعی مؤثر است؟
وقتی این لامپها را در فر آنیلینگ استفاده میکنیم، آن «نقاط سرد»ی که در روشهای گرمایشی قدیمی ایجاد میشوند، از بین میروند. انرژی مادون قرمز مستقیماً به شیشه برخورد میکند؛ این کار باعث میشود که فرآیند خنکسازی به طور یکنواخت انجام شود. وقتی که دقت کافی وجود داشته باشد، لوازم آزمایشگاهی شیشهای میتوانند در شرایط سخت مانند چرخههای خلأ و شوکهای حرارتی، مقاومت کنند.