CNC加工中にガラスが割れてしまうのを防ぐ方法
もし、CNC加工中にガラスが途中で割れてしまったことがあるなら、その気持ちはよくわかるでしょう。ほとんどの場合、これは熱衝撃が原因です。つまり、高温の切断ツールが冷たいガラスに当たると、内部応力が急激に上昇し、それが原因でガラスが割れてしまうのです。
解決策は、CNCのガントリーに短波長の赤外線ランプを設置することです。
適切な温度をすぐに実現する
重要なのは、ガラスをすぐに温めることです。空気が温まるのを待っているわけにはいきません。数ミリ秒以内に目標温度に到達できる熱源が必要です。
だからこそ、高ワット数の短波長石英ランプを使用するのです。このランプは部屋全体を温めるのではなく、エネルギーを直接ガラス表面に与えます。
これを実現するために、高速スイッチング機能を持つSCRやPWMコントローラーを使います。そうすることで、電力を適切に調整できます。CNCヘッドが動くにつれて、ランプの出力が調整され、切断点の前の部分が予熱されます。これにより、温度の急変が抑えられ、ストレスによる亀裂が発生するのを防げます。
ハードウェアの側面
ここでは、高いパワー密度を重視します。短波長の発光体を使うことで、機械全体をオーブンのようにしてしまうことなく、ガラスに迅速に熱を伝えることができます。
しかし、加工速度とのバランスも重要です。CNCの速度を上げると、一定の予熱領域を維持するためには、より多くのキロワットが必要になります。そうでなければ、再び同じ問題が起こってしまいます。
トレードオフ（誰もが忘れがちな点）
ここが問題です。これらのランプは非常に多くの熱を放出します。もし、何の遮蔽もなしに高密度のランプを設置してしまうと、センサーやリニアガイドが損傷してしまいます。だから、ランプのハウジング用の冷却システムが必要です。ガントリーが過度に熱くなると、膨張してしまい、精密な切断ができなくなってしまいます。
最後に、石英管を清潔に保つことです。少しのほこりや油汚れでも、ランプが早く壊れる原因になります。清潔に保てば、長持ちします。