インフラアレッドを使って適切な工業的硬化処理を実現するには
粉体塗装を行う際、まるで綱渡りのような状況に置かれます。適切な架橋反応を起こすためには十分な熱が必要ですが、過度に熱を与えると部品が焼けてしまいます。
だからこそ、私たちは短波長のインフラアレッドを徹底的に研究しているのです。中波や長波の熱とは異なり、短波長のインフラアレッドは塗装層を直接貫通します。そのため、処理時間も大幅に短縮されます。
秘密はスペクトルにある
研究室では、石英加熱素子を使って波長を正確に調整しています。また、タングステンフィラメントの密度やハロゲンガスの圧力を調整することで、ピーク周波数を変えています。
波長が短いほど、熱が金属部品に直接当たります。部品の周囲の空気を加熱する無駄なエネルギーが省けます。そのため、温度上昇も速くなります。
エネルギーが集中するため、より小さなオーブンでも十分です。ただし、注意が必要です。過度な電力を狭い空間に投入すると、コンベイヤーレールが壊れてしまいます。冷却システムがその余分な熱を処理できるかどうかを確認してください。そうでなければ、大変なことになります。
ハードウェアの重要性
フィラメントには高純度の融解石英を使用しています。これは、急激な温度変化に耐えられるからです。材料は膨張したり収縮したりしますが、この素材はそれによる応力に耐えられます。
また、R7やSk15といった特殊なコネクタも使用しています。単に接続できるだけでなく、電気的な接触も重要です。接続が緩むと、ホットスポットが発生し、問題が起きる前に筐体が溶けてしまいます。
「ホットスポット」問題の解決
大規模な硬化処理装置を扱ったことがある人なら、ホットスポットの問題がどれほど厄介かわかるでしょう。部品を取り出すと、半分しか硬化していないことがあります。
これを解決するために、放射パターンを正確に調整し、重ね合わせます。電圧やチューブの長さを調整することで、表面全体に均一に熱が行き渡るようにします。
もう一度部品を通す必要はありません。設定をしてタイマーをセットすれば、インフラアレッドが仕事をしてくれます。
ただし、これにはトレードオフがあります。処理速度は大幅に向上しますが、電源の管理が厳しくなります。電力が急増すると、フィラメントが破損してしまいます。それだけです。