파손을 막으려면: 왜 적외선을 이용해 유리를 사전 가열하는가?
유리를 자르려고 하면 바로 가장자리부터 균열이 생기는 것을 눈치챘나요? 정말 골칫거리입니다. 그런 미세한 균열들은 유리 내부의 응력이 너무 크기 때문에 생깁니다.
그래서 우리는 적외선을 이용해 유리를 사전 가열합니다. 이 방법을 통해 칼날이 유리에 닿기 전에 유리의 열을 줄일 수 있습니다.
실제 작동 원리
유리는 열을 잘 전달하지 못합니다. 차가운 상태에서는 매우 부서지기 쉽습니다. 기계적 충격을 주면 격렬하게 반응합니다.
단파 적외선을 이용하면 유리를 빠르게 가열할 수 있습니다. 물론 유리가 녹는 것은 아닙니다. 단지 분자 간의 결합을 완화시켜 긴장을 줄여주는 것뿐입니다. 그러면 절단 시 균열이 직선으로 생기고, 가장자리 일부가 함께 부서지는 것을 막을 수 있습니다.
왜 적외선 램프를 사용하는가?
우리는 석영 할로겐 적외선 램프를 사용합니다. 이 램프는 작은 공간 안에 엄청난 양의 열을 생성할 수 있습니다.
방 안의 공기를 가열하는 데 시간이 오래 걸리는 큰 오븐과 달리, 적외선 램프는 에너지를 직접 유리에 전달합니다. 거의 즉시 가열됩니다. 고출력 단파 램프를 사용하면 몇 초 만에 원하는 온도에 도달할 수 있습니다. 그러면 생산 라인이 계속 움직일 수 있고, 누구도 난방기가 따뜻해질 때까지 기다릴 필요가 없습니다.
어려운 점
단순히 열을 높이는 것만으로는 안 됩니다. 너무 높은 온도에서는 새로운 열응력이 생겨서 유리가 갑자기 부서질 수 있습니다. 따라서 램프와 유리 사이의 거리와 유리가 램프 아래에 머무는 시간을 적절히 조절해야 합니다.
또한 냉각도 중요합니다. 고출력 램프는 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 기계의 구조가 제대로 처리되지 않으면 전자 장치가 비정상적으로 작동하거나 소켓이 손상될 수 있습니다.
장점
이 방법을 잘 활용하면 파손률이 현저히 줄어듭니다. 온도를 일정하게 유지하기 위해 PID 컨트롤러를 함께 사용하면 됩니다. 그렇게 하면 더 많은 유리 제품을 얻을 수 있고, 폐기물도 줄어듭니다.