Печи для фьюзинга
Наша первая печка будет следующих размеров: 520х520х150мм. Согласен, что не особо впечатляет, но для выбора именно таких размеров была веская причина. О ней чуть позже. Печь - девайс не особо сложный, но имеет свои нюансы. Понятно, что в печке должна держаться заданная температура. Для фьюзинга и моллирования (хотя сейчас о моллировании речь не идет - высота не та) необходимой и достаточной будет температура 800 гр.С. Соответственно, материалы (футеровка печи) должны быть рассчитаны на такую температуру. Это раз. Фьюзинг - процесс ступенчатый, это значит, что стекло подвергается нагреву в несколько этапов и каждый этап имеет свою температуру, скорость нагрева и выдержку на заданной температуре. Чтобы вручную не контролировать весь процесс нам понадобится электроника для печи, которая сделает это за нас. Это два. Чтобы нагреть печь до заданной температуры за приемлемое время нам понадобятся нагреватели, которые будут излучать тепло в объем печи. Нужно выбрать материал нагревателей и его количество, которое способно выделить требуемое тепло.Нужен электрический расчет. Это три.
Для теплоизоляции были выбраны материалы из муллитокремнезема (МКР). Они легкие, удобные в обработке и эксплуатации, имеют низкую теплоемкость и теплопроводность, являются электроизоляторами и вдобавок предлагаются производителями за приемлемую цену. Все это определило мой выбор. Футеровка будущей печи состоит из 2-х слоев: первый слой - плита КТП толщиной 75мм, второй - фетр МКРФ толщиной 20мм. Еще один элемент печи, который не относится непосредственно к теплоизоляции печи, но тоже выполнен из МКР - это трубки, на которые будут навиваться греющие спирали из проволоки. Наружный диаметр трубки 30мм. Почему именно 30? Это будет ясно чуть позже, когда мы будем проводить электрический расчет нагревателей.
Для поддержания заданных температурных режимов в печи для фьюзинга требуется термоконтроллер или, как его еще называют, программируемый ПИД-регулятор. Особенность технологии фьюзинга в том,что для процесса спекания стекла порой требуется до 5 шагов с разными температурными уставками и временем их достижения. Соответственно, термоконтроллер должен поддерживать не менее 5 уставок а также иметь возможность создавать различные программы (графики спекания) для разной толщины и типов стекол. Такие контроллеры выпускают множество фирм как российских, так и зарубежных. Я выбрал контроллер фирмы О В Е Н, считая его оптимальным по соотношению цена-качество.
Для слежения за фактической температурой и удобства настройки термоконтроллера я решил его подключить к компьютеру. Благо,что выбранный девайс поддерживает промышленный интерфейс связи с другими устройствами по RS485. Обычный комп, который стоит у меня на столе ничего не знает (и не должен знать) об интерфейсе RS485. Поэтому нужен адаптер (конвертер). Конвертер - преобразователь интерфейсов, это такая штука, которая позволяет через обычный USB кабель подключить термоконтроллер и наблюдать за температурой, а также с помощью специальной программы настраивать его. Конвертер я взял той же фирмы, что и контроллер - чтобы избежать проблем совместимости.
Чтобы регулировать температуру в печи, ПИД-регулятор должен знать ее фактическое значение. Для измерения температуры служит термодатчик. Датчики бывают различных типов, я не буду останавливаться на этом, скажу только, что для наших целей подойдет любая термопара с характеристикой TXA (K), которая позволяет измерять температуру от -40 до +1300 гр.С. с приемлемой точностью.