วิธีการอบให้แก้วบอรอสิลิเคตสมบูรณ์โดยใช้เทคโนโลยีอินฟราเรด
เคยเจอกระจกในห้องปฏิบัติการที่แตกขึ้นมาไหม? อาจเกิดขึ้นระหว่างการฆ่าเชื้อ หรือขณะที่กำลังสร้างแรงดูดอากาศ มันเป็นเรื่องน่ากลัวมาก โดยปกติแล้ว สาเหตุมักเกิดจากความเครียดภายในกระจก นั่นคือ ส่วนด้านในและด้านนอกของกระจกมีอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ทำให้กระจกไม่สามารถรับแรงดันนั้นได้อีกต่อไป
นั่นคือเหตุผลที่ต้องใช้หลอดอินฟราเรดความแม่นยำสูง หลอดเหล่านี้จะช่วยให้กระจกเปลี่ยนจากสภาพอ่อนๆ เป็นสภาพแข็งได้ โดยไม่มีความเครียดซ่อนอยู่ภายใน
ทำไมอุณหภูมิ 0.1°C ถึงสำคัญ
จริงๆ แล้ว การอบกระจกไม่ใช่เรื่องของการใช้ความร้อนมากๆ แต่เป็นเรื่องของวิธีการทำให้กระจกเย็นลงอย่างช้าๆ หากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไปแม้แต่ 2°C ก็อาจทำให้เกิดปัญหาได้ คุณอาจอบกระจกจนเกินขีดจำกัด หรือทำให้กระจกเย็นลงเร็วเกินไป แก้วบอรอสิลิเคตมีความละเอียดอ่อนมาก มีช่วงเวลาเล็กๆ ที่ความเครียดจะหายไปได้
เราจึงต้องรักษาอุณหภูมิให้คงที่ที่ 0.1°C เท่านั้น ทำไมล่ะ? เพราะถ้าส่วนนอกของกระจกแข็งตัวก่อนที่ส่วนในจะยังละลายอยู่ ก็เท่ากับสร้าง “ระเบิดเวลา” ขึ้นมา การรักษาอุณหภูมิให้คงที่ทั่วทั้งชิ้นกระจกเป็นวิธีเดียวที่จะหยุดไม่ให้เกิดรอยแตกได้
อุปกรณ์ที่จำเป็น (และข้อควรระวัง)
คุณไม่สามารถเชื่อมต่อหลอดอินฟราเรดเหล่านี้เข้ากับสวิตช์ธรรมดาๆ ได้ คุณจำเป็นต้องใช้ตัวควบคุม PID ความถี่สูง และเทอร์โมคัปเปล์ที่สามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว
โดยปกติแล้ว ผมมักเลือกใช้หลอดอินฟราเรดคลื่นสั้น เพราะพลังงานจะซึมเข้าไปในเนื้อกระจกได้อย่างลึกซึ้ง ส่วนรังสีคลื่นยาวนั้นจะกระทบเพียงแค่พื้นผิวเท่านั้น แต่หลอดคลื่นสั้นจะทำให้ทั้งชิ้นกระจกอุ่นขึ้นได้
ข้อควรระวังอีกอย่างคือ คุณจำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีกำลังสูงเพื่อรองรับการสลับกระแสไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ ยังต้องดูแลเรื่องระบบระบายอากาศด้วย เพราะหลอดอินฟราเรดจะมีความร้อนสูงมาก หากไม่มีระบบระบายอากาศที่ดี ความร้อนจะแผ่ซ่านไปทั่ว ทำให้เซ็นเซอร์มีความคลาดเคลื่อน และความแม่นยำ 0.1°C ก็จะหายไป
การนำไปใช้จริง
ผมชอบเชื่อมต่อหลอดอินฟราเรดเหล่านี้เข้ากับระบบที่มีหลายโซน เพื่อให้ส่วนคอและฐานของกระจกมีอุณหภูมิเท่ากัน
เมื่อตั้งค่าอุปกรณ์ คุณต้องแน่ใจว่ากำลังไฟของหลอดอินฟราเรดเหมาะสมกับน้ำหนักของกระจก หากใช้กำลังไฟมากเกินไป ก็อาจทำให้เกิดจุดร้อนที่ทำลายกระจกได้ แต่ถ้าใช้กำลังไฟน้อยเกินไป ระยะเวลาในการอบก็จะยาวนานเกินไป และคุณก็จะเสียเงินไปเปล่าๆ สิ่งสำคัญคือการหาจุดที่เหมาะสมที่สุด