유리제품의 소성 과정에서 발생하는 “데드 존” 문제를 해결하기 위한 방법
형태가 특이한 유리제품을 다룬 적이 있다면, 아마도 매우 좁은 목부분이나 넓어진 가장자리, 혹은 깊은 바닥 부분 때문에 어려움을 겪었을 것입니다. 일반적인 소성 오븐으로는 그러한 부분들까지 열을 전달할 수 없습니다. 그 결과, 열이 도달하지 않는 “데드 존”이 생기고, 이로 인해 불균일한 냉각, 내부 응력, 그리고 낭비된 제품들이 생깁니다.
이 문제를 해결하기 위해, 우리는 표적화된 단파 적외선 램프를 사용하여 그러한 공간들을 채웁니다.
열을 가하는 방식
대류식 가열은 공기의 움직임에 의존하지만, 적외선 방사는 다릅니다. 공기가 필요하지 않으며, 에너지를 직접 유리 속으로 보낼 수 있습니다. 이러한 램프들을 다양한 각도로 배치함으로써, 우리는 열을 용기의 구석구석까지 전달할 수 있습니다. 그렇게 하면 목부분과 바닥 부분도 동시에 같은 온도에 도달하게 됩니다.
램프를 선택할 때는 유리의 두께를 고려합니다. 단파 적외선은 장파보다 더 깊은 곳까지 열을 전달할 수 있으므로, 석영-할로겐 기술을 사용합니다. 게다가 속도도 매우 빠릅니다. 몇 초 안에 온도를 조절할 수 있습니다. 더 이상 오븐이 따라잡을 때까지 오랫동안 기다릴 필요가 없습니다.
하드웨어에 대한 설명
이러한 램프들은 공장 환경에서 사용하기 위해 만들어졌습니다. 오븐의 공간에 따라 와트수와 전압을 조절할 수 있습니다. 두꺼운 벽을 가진 실험용 장비를 만든다면, 충분한 열량을 얻기 위해 고출력 램프가 필요합니다. 단, 배선과 차단기가 그러한 부하를 감당할 수 있는지 반드시 확인해야 합니다. 작업 중에 차단기가 작동하는 것은 정말 원치 않는 상황입니다.
우리는 표준적인 R7 또는 SK15 커넥터를 사용합니다. 왜냐하면 설치가 간편하기 때문입니다. 만약 작업 중에 램프가 고장 나더라도, 기술자는 전체 배선을 다시 연결할 필요 없이 그냥 램프를 교체하면 됩니다.
주의해야 할 사항들
적외선 가열은 효과적이지만, 램프가 유리를 제대로 “볼” 수 있어야 합니다. 만약 컨베이어를 너무 조이면, 앞에 있는 제품들이 뒤에 있는 제품들을 가려버립니다. 따라서 얼마나 많은 제품을 넣을 수 있는지, 그리고 램프를 어디에 위치시킬지를 잘 조절해야 합니다.
또한, 너무 많은 열을 가하지 않도록 주의해야 합니다. 한 곳에 너무 많은 열이 가해지면 과열이 발생할 수 있습니다. 보통은 램프와 함께 클로즈드-루프 PID 컨트롤러와 광학 온도계를 사용하는 것이 좋습니다. 이를 통해 실시간으로 피드백을 받아 추측하지 않고도 정확한 온도를 조절할 수 있습니다.