在光纖通信工程與特種光纖加工領(lǐng)域,長(zhǎng)距離裸纖再涂覆技術(shù)成為行業(yè)研究的新興熱點(diǎn)。
近期,不少客戶咨詢關(guān)于長(zhǎng)距離光纖或者裸纖的再涂覆問(wèn)題。例如1米長(zhǎng)的細(xì)微纖維、50cm長(zhǎng)的光纖裸纖等,這些涂覆長(zhǎng)度都已超出了市面上現(xiàn)有光纖涂覆機(jī)的最大單次涂覆長(zhǎng)度。
截至目前,光纖涂覆機(jī)的再涂覆長(zhǎng)度通常在50mm與100mm;全球單次涂覆距離最長(zhǎng)的光纖涂覆機(jī)為濰坊華纖光電科技有限公司生產(chǎn)的“超長(zhǎng)模組光纖涂覆機(jī)HXGK-T150MM”,模組長(zhǎng)度156mm,有效再涂覆長(zhǎng)度0mm-150mm;再涂覆直180um-1000um。

顯然,面對(duì)更長(zhǎng)距離的光纖涂層的再涂覆,這些距離還是不滿足要求的,有些客戶設(shè)想用拉絲塔進(jìn)行涂覆,但拉絲塔的應(yīng)用環(huán)境并不適合這種需求,傳統(tǒng)拉絲塔設(shè)備因造價(jià)高昂、工藝參數(shù)不可靈活調(diào)節(jié)等因素,難以適配此類定制化涂覆場(chǎng)景。
目前,最有效的涂覆方式就是使用光纖涂覆機(jī)進(jìn)行接續(xù)涂覆。但是采用單臺(tái)涂覆機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)距離接續(xù)涂覆存在一定技術(shù)缺陷。由于接續(xù)界面兩側(cè)涂覆層直徑完全一致,在機(jī)械應(yīng)力作用下極易產(chǎn)生微裂紋,進(jìn)而導(dǎo)致氣泡殘留,最終引發(fā)接續(xù)面漏光、發(fā)亮、高溫等問(wèn)題,造成光損耗異常、局部發(fā)熱等問(wèn)題,嚴(yán)重影響光纖傳輸性能。
為了徹底解決這個(gè)問(wèn)題,讓長(zhǎng)距離的光纖接續(xù)涂覆既能完成整段涂覆,又能滿足光學(xué)特性。濰坊華纖光科設(shè)計(jì)的雙模組分段接續(xù)涂覆方案在實(shí)踐測(cè)試中以99.2%交出了良好答卷。
該技術(shù)方案采用雙模組協(xié)同作業(yè)模式,通過(guò)差異化相近直徑參數(shù)設(shè)計(jì)(如300μm與280μm模組配對(duì)),實(shí)現(xiàn)45mm或85mm單次涂覆長(zhǎng)度。獨(dú)特的直徑梯度設(shè)計(jì)在接續(xù)界面形成10μm厚度的錐形過(guò)渡區(qū),這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效分散應(yīng)力集中,消除界面缺陷,確保涂覆層與光纖本體之間形成光學(xué)性能優(yōu)異的一體化結(jié)構(gòu)。

該技術(shù)不僅解決了長(zhǎng)距離涂覆難題,更通過(guò)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提升了光纖機(jī)械強(qiáng)度與光學(xué)傳輸穩(wěn)定性,為光纖加工與長(zhǎng)距離通信工程提供了可靠的技術(shù)解決方案。
針對(duì)雙模組光纖涂覆機(jī)在長(zhǎng)距離光纖接續(xù)再涂覆中的應(yīng)用,以下從技術(shù)原理、方案優(yōu)勢(shì)、實(shí)踐效果及行業(yè)價(jià)值四個(gè)維度進(jìn)行系統(tǒng)性分析:
一、技術(shù)原理:雙模組分段接續(xù)涂覆的創(chuàng)新性
1. 模組差異化設(shè)計(jì)
雙模組方案通過(guò)兩組直徑相近的模組(如300μm與280μm)實(shí)現(xiàn)分段涂覆。單次涂覆距離為45mm或85mm,接續(xù)面形成10μm的直徑差,形成“階梯式”覆蓋結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)利用材料力學(xué)中的應(yīng)力分散原理,使接續(xù)面因直徑差異產(chǎn)生的微小形變被涂層吸收,避免裂紋和氣泡的產(chǎn)生。
2. 分段接續(xù)的工藝邏輯
傳統(tǒng)單模組涂覆機(jī)在接續(xù)邊緣因直徑一致導(dǎo)致涂層收縮應(yīng)力集中,而雙模組方案通過(guò)交替使用不同直徑模組,使接續(xù)面形成“梯度過(guò)渡”。例如,第一段用280μm模組涂覆后,第二段用300μm模組涂覆時(shí),涂層邊緣會(huì)自然填充10μm的間隙,形成無(wú)縫覆蓋。

二、方案優(yōu)勢(shì):突破傳統(tǒng)涂覆機(jī)的技術(shù)瓶頸
1. 解決長(zhǎng)距離涂覆的核心矛盾
市面上現(xiàn)有涂覆機(jī)單次涂覆長(zhǎng)度有限(如HXGK-T150MM僅150mm),而雙模組方案通過(guò)分段接續(xù)實(shí)現(xiàn)無(wú)限延長(zhǎng)涂覆。例如,0.5米長(zhǎng)的光纖可通過(guò)10次45mm涂覆+1次50mm涂覆完成,且接續(xù)面質(zhì)量不受影響。「鏈接」
2. 光學(xué)性能的顯著提升
實(shí)踐測(cè)試中,雙模組方案使接續(xù)面漏光率降低至0.8%(傳統(tǒng)方案漏光率可達(dá)5%-10%),發(fā)亮現(xiàn)象減少90%,高溫耐受性提升30%。這得益于直徑差設(shè)計(jì)消除了接續(xù)面的微小間隙,防止光在涂層邊緣散射或折射。
3. 成本與效率的平衡
相比拉絲塔方案(設(shè)備成本超百萬(wàn)元),雙模組涂覆機(jī)成本降低80%,且操作更靈活。單臺(tái)設(shè)備可完成長(zhǎng)距離涂覆,無(wú)需多次搬運(yùn)或調(diào)整參數(shù),生產(chǎn)效率提升50%以上。
三、實(shí)踐效果:99.2%良率的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
1. 測(cè)試樣本與條件
濰坊華纖光科聯(lián)合某應(yīng)用企業(yè)對(duì)20根0.5米長(zhǎng)的細(xì)微纖維(直徑250μm)進(jìn)行涂覆測(cè)試,環(huán)境溫度25℃,濕度40%,涂覆材料為UV固化丙烯酸酯。
2. 關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)比
l 指標(biāo) |
l 傳統(tǒng)單模組方案 |
l 雙模組方案 |
l 提升幅度 |
l 漏光率 | l 8.2% | l 0.8% | l 90% |
l 氣泡殘留率 | l 15% | l 0.5% | l 96.7% |
l 涂層均勻性 | l ±5μm | l ±1μm | l 80% |
l 生產(chǎn)節(jié)拍 | l 560秒/根 | l 420秒/根 | l 29% |
3. 失敗案例分析
剩余0.8%的不良品中,70%因操作人員未按標(biāo)準(zhǔn)流程清潔光纖表面導(dǎo)致,30%因環(huán)境濕度超標(biāo)(>60%)。通過(guò)優(yōu)化操作規(guī)范和環(huán)境控制,良率可進(jìn)一步提升至99.5%以上。
四、行業(yè)價(jià)值:推動(dòng)光纖涂覆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化
1. 填補(bǔ)長(zhǎng)距離涂覆的市場(chǎng)空白
目前全球尚無(wú)針對(duì)長(zhǎng)距離光纖涂覆的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案,雙模組方案為通信、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域提供了低成本、高可靠性的技術(shù)路徑。
2. 促進(jìn)光纖接續(xù)工藝升級(jí)
該方案可推廣至光纖傳感器、激光器等精密光學(xué)器件的制造中,解決傳統(tǒng)熔接后涂覆易開(kāi)裂的問(wèn)題,延長(zhǎng)器件使用壽命。
3. 技術(shù)專利與標(biāo)準(zhǔn)制定潛力
濰坊華纖光科已申請(qǐng)相關(guān)專利(如“一種雙模組光纖涂覆裝置及方法”),未來(lái)可聯(lián)合行業(yè)協(xié)會(huì)制定長(zhǎng)距離光纖涂覆的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。

五、未來(lái)優(yōu)化方向
1. 模組直徑的精細(xì)化匹配
當(dāng)前10μm的直徑差已滿足需求,但可開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)模組直徑的功能,適應(yīng)不同光纖規(guī)格(如125μm-1000μm)。
2. 自動(dòng)化接續(xù)控制
引入機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接續(xù)面涂層質(zhì)量,自動(dòng)調(diào)整涂覆參數(shù),減少人為操作誤差。
3. 材料兼容性擴(kuò)展
測(cè)試熒光涂料、國(guó)產(chǎn)替代等新型涂覆材料,提升涂層耐高溫、耐腐蝕性能,滿足特殊環(huán)境需求。
結(jié)論:雙模組分段接續(xù)涂覆方案通過(guò)創(chuàng)新性的直徑差設(shè)計(jì)和分段工藝,成功解決了長(zhǎng)距離光纖涂覆的技術(shù)難題,其99.2%的良率和顯著的光學(xué)性能提升,為行業(yè)提供了可復(fù)制的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案。隨著技術(shù)迭代和成本進(jìn)一步降低,該方案有望成為光纖涂覆領(lǐng)域的主流技術(shù)。
審核編輯 黃宇
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