チップの発生を防ぐ：なぜ赤外線を使ってガラスを予熱するのか
ガラスは扱いにくい素材です。もろくて、頑固で、切断用のツールで触れるとすぐに割れたり欠けたりします。特に角の部分が問題です。
これは、ガラス内部の応力が原因です。つまり、ガラスが工具と戦っているのです。これを防ぐために、赤外線を使ってガラスを予熱します。切断する前に表面を温めることで、ガラスの緊張を和らげることができます。そうすることで、割れ目が意図した場所にできるようになります。
秘密は熱にある
ガラスが冷たい状態では、抵抗し続けます。そのため、割れ目が不規則に広がってしまいます。短波長の赤外線ランプを使う理由は、表面を素早く温められるからです。
単にガラスを触った時に温かくするだけではありません。実際には、分子間の結合を緩めるのです。切断時には、ガラスがほとんど「流動」するようになり、きれいで均一な切断面が得られます。もう、無駄になったガラス片を見る必要はありません。
装置の設定
適切な温度を得るために、通常は高出力のクォーツハロゲンランプを使用します。迅速に温度を上げる必要があります。ガラスがランプの下に長時間置かれると、変形してしまいます。そうなると、別の問題が生じます。
最善の方法は、ランプを切断線の上に設置することです。しかし、難しい点は、出力と作業速度のバランスを取る必要があることです。出力が強すぎると熱衝撃が起こります。逆に弱すぎると、依然としてガラスが割れてしまいます。PIDコントローラーを使って、温度を60℃から120℃の範囲で一定に保ちます。具体的な数値は、ガラスの厚さによって異なります。
現実的なトレードオフ
赤外線を使った予熱も、魔法のようなものではありません。いくつかの問題があります。
まず、このような加熱装置は多くの電力を消費します。また、工場内がオーブンのようになってしまいます。そのため、電子機器が壊れないように、十分な冷却ファンや換気装置が必要です。
また、生産ラインの速度を上げる場合は、より多くの熱が必要になります。そのため、出力を上げたり、さらに多くのランプを追加したりして、刃がガラスに当たる前に十分に加熱されるようにしなければなりません。