هل تواجه صعوبة في تحديد المعدات الأساسية لتصنيع كابلات الألياف الضوئية؟ قد يبدو إنشاء خط إنتاج معقدًا ومكلفًا إذا اخترت الآلات الخاطئة.

يتطلب بدء إنتاج كابلات الألياف الضوئية آلات خاصة: تلوين/لف الألياف، وخط الطلاء الثانوي، وخط جدل SZ، وخط التغليف. وتلعب كلٌّ منها دورًا حيويًا في إنتاج كابلات عالية الجودة وموثوقة لشبكات الاتصالات الحديثة.

فهم هذه الآلات الأساسية هو الخطوة الأولى. بصفتي شخصًا يساعد الشركات على تأسيس مصانع الكابلات، أُدرك أهمية كل قطعة من المعدات. دعونا نستكشف كل عملية لنرى كيف تُسهم في المنتج النهائي، ولماذا يُعد اختيار المعدات المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لنجاحكم. إن اتباع هذه الخطوات بشكل صحيح من البداية يُجنّبكم الكثير من المتاعب لاحقًا.

كيف تساعد عملية تلوين الألياف وإعادة لفها على ضمان جودة الكابل؟

هل لديك حيرة بشأن ضرورة تلوين الألياف الضوئية؟ يؤدي التحديد الخاطئ للألياف إلى أخطاء في التركيب وتعطل الشبكة، مما يُكلفك الكثير من الوقت والمال.

يُعطي تلوين الألياف ألوانًا فريدة لكل ألياف على حدة، مما يُسهّل تمييزها أثناء الوصل والتركيب. تضمن عملية إعادة اللفّ لفّ الألياف بدقة ودون أي تلف، مما يحافظ على سلامة الإشارة قبل انتقالها إلى مرحلة الإنتاج التالية.

تخيل تركيب كابل بعشرات، وربما مئات، الألياف المتشابهة. سيكون الأمر أشبه بكابوس! وهنا يأتي دور التلوين. إنها الخطوة الأولى بعد سحب الألياف العارية. نستخدم آلات متخصصة لوضع طبقة رقيقة من الحبر القابل للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. تتطلب هذه العملية دقة عالية، حيث يجب أن يكون اللون متناسقًا ومتماسكًا دون التأثير على أداء الألياف. بعد التلوين، تُعاد لف الألياف بعناية على بكرات. لا يقتصر الأمر على الدقة فحسب، بل على الحفاظ على سلامة الألياف. تتحكم آلة اللف في الشد بدقة لمنع الانحناء الدقيق أو التلف الذي قد يُضعف الإشارة لاحقًا.

شرح عملية التلوين

تتضمن آلة التلوين عادةً حاملًا لبكرة الألياف العارية، ووحدة تنظيف لإزالة الغبار، وأداة التلوين نفسها، وفرن معالجة بالأشعة فوق البنفسجية، ورافعة للتحكم في السرعة، ووحدة إعادة لفّ. تتميز خطوط الطباعة عالية السرعة بقدرتها على تلوين الألياف بسرعة، غالبًا ما تتجاوز 1000 متر في الدقيقة. يكمن السر في تطبيق لون موحد وتجفيف سريع وكامل للحبر. نحتاج إلى ألوان مطابقة للمعايير الدولية، مثل TIA-598-C، ليتمكن الفنيون في أي مكان من فهمها.

أهمية التحكم في شد اللف

بعد التلوين والمعالجة، تنتقل الألياف إلى قسم إعادة اللف. إذا كان الشد مرتفعًا جدًا، فقد يُسبب ضغطًا على الألياف. أما إذا كان منخفضًا جدًا، فقد يصبح اللف مرتخيًا وغير مستقر، مما يؤدي إلى تشابك أو تلف أثناء النقل إلى المرحلة التالية. تستخدم آلات إعادة اللف الحديثة أذرعًا راقصة متطورة أو أنظمة تغذية راجعة إلكترونية للحفاظ على شد ثابت ودقيق. هذا يضمن جاهزية الألياف لعملية اللف. طلاء ثانوي¹ بدون أي عيوب خفية تظهر أثناء التلوين وإعادة اللف.

ما هو دور الطلاء الثانوي في حماية الألياف؟

هل أنت قلق بشأن انكسار الألياف البصرية الهشة أثناء النقل أو التركيب؟ الألياف العارية معرضة بشدة للإجهاد الفيزيائي والعوامل البيئية.

يضيف الطلاء الثانوي طبقة واقية (أنبوب مفكوك أو عازل محكم) حول الألياف الملونة. تحمي هذه الطبقة الألياف من الرطوبة والإجهاد الميكانيكي وتغيرات درجة الحرارة، مما يعزز متانة الكابل وعمره الافتراضي بشكل كبير.

بعد تلوين الألياف وإعادة لفها، تحتاج إلى حماية أقوى. الطبقة الأساسية المطبقة أثناء سحب الألياف رقيقة، قطرها حوالي 250 ميكرون فقط، بما في ذلك الزجاج نفسه. هذا لا يكفي للتعامل العنيف مع الكابل. وهنا تكمن المشكلة. طلاء ثانوي¹ يدخل الخط. تُضيف هذه العملية طبقة إضافية، مما يزيد بشكل كبير من مرونة الألياف. هناك طريقتان رئيسيتان: أنبوب مفكوك وعازل محكم. يعتمد الاختيار كليًا على الاستخدام المقصود للكابل.

تصميمات الأنبوب الفضفاض مقابل تصميمات المخزن المؤقت الضيق

في تصميم الأنبوب المرن، توضع عدة ألياف ملونة (عادةً 6 أو 12) داخل أنبوب بلاستيكي ذي قطر داخلي أكبر. غالبًا ما يُملأ هذا الأنبوب بجل مانع لتسرب الماء أو يستخدم خيوطًا قابلة للتمدد. تطفو الألياف بشكل مرن داخل الأنبوب، مما يوفر حماية ممتازة من قوى السحق الخارجية وتقلبات درجات الحرارة، حيث تتحرك الألياف بشكل طفيف داخل الأنبوب. هذا التصميم شائع الاستخدام في الكابلات الخارجية.

يتضمن تصميم عازل محكم بثق طبقة بلاستيكية أكثر سمكًا (غالبًا من PVC أو LSZH) مباشرةً على كل ليف ملون، مما يزيد قطره عادةً إلى 900 ميكرون. هذا يجعل الألياف أشبه بسلك رفيع، وأسهل في التعامل، ويمكن توصيلها مباشرةً بالموصلات. تُستخدم الكابلات العازلة المحكمة عادةً في الأماكن المغلقة لأسلاك التوصيل أو تطبيقات البنية التحتية للمباني حيث تكون المرونة وسهولة التوصيل أمرًا بالغ الأهمية. ومع ذلك، فهي توفر عزلًا أقل للضغط الخارجي مقارنةً بالأنابيب المفكوكة.

المواد المستخدمة في الطلاء الثانوي

المواد المختارة ل طلاء ثانوي¹ مواد مثل بولي بوتيلين تيريفثالات (PBT) شائعة الاستخدام في الأنابيب السائبة، لما توفره من قوة ميكانيكية ممتازة، ومقاومة كيميائية، وثبات على نطاق واسع من درجات الحرارة. عادةً ما يكون جل الحشو الداخلي ثيكسوتروبيًا، أي أنه يبقى ثابتًا في مكانه ويسمح بحركة الألياف. بالنسبة للميزانيات المحدودة، يُعدّ بولي كلوريد الفينيل (PVC) فعالًا من حيث التكلفة للاستخدام الداخلي العام. في الوقت نفسه، تُستخدم مواد LSZH (منخفضة الدخان وخالية من الهالوجين) في العديد من التركيبات وفقًا للوائح السلامة من الحرائق، لأنها تُنتج دخانًا أقل ولا تُصدر غازات هالوجين سامة عند احتراقها.

لماذا يعد SZ Stranding أمرًا بالغ الأهمية لكابلات الألياف الضوئية؟

هل تتساءل كيف يُمكن تركيب أنابيب ألياف ضوئية متعددة في كابل واحد دون أي ضرر؟ إن مجرد تجميعها معًا يُسبب ضغطًا واحتمالية فقدان الإشارة عند ثني الكابل.

جدل SZ² لفّ الأنابيب المُعزّزة (أو الألياف المُعزّزة المُحكمة) حول عنصر قوة مركزي في اتجاهات حلزونية متناوبة. تُعطي هذه التقنية الألياف طولاً إضافيًا، مما يمنع الإجهاد أثناء ثني الكابل وتركيبه، ويضمن أداءً موثوقًا.

بعد أن تصبح الألياف لها طلاء ثانوي¹ (سواءً كأنابيب مفكوكة أو عوازل محكمة)، نحتاج إلى تجميعها في قلب كابل. إذا وضعناها مستقيمة على طول الكابل، فإن أي انحناء سيُسبب ضغطًا مباشرًا على الألياف الداخلية. الألياف الضوئية، كونها زجاجية، لا تتحمل إجهاد الشد! جدل SZ² تحل هذه الآلة هذه المشكلة ببراعة. فهي تلف الأنابيب (أو الألياف المحكمة العازلة) حول عنصر مركزي (مثل قضيب GRP أو سلك فولاذي) بنمط حلزوني. يشير الجزء "SZ" إلى أن اتجاه الحلزون ينعكس دوريًا (لفة S، ثم لفّة Z).

آليات جنوح SZ

تخيل أنك تلف خيطًا حول قلم رصاص. يصبح الخيط مشدودًا بإحكام إذا استمررت في اللف في نفس الاتجاه (حلزوني بسيط). ولكن مع جدل SZ²تضع الآلة الأنابيب في اتجاه حلزوني واحد بطول معين (مثلاً ١٠٠ مم)، ثم تعكس اتجاه اللف لمسافة ١٠٠ مم التالية، وهكذا. يُنشئ هذا اللف المتذبذب جيوبًا ذات طول إضافي للأنابيب على طول محور الكابل. عندما ينحني الكابل، تنزلق الأنابيب خارج الانحناء قليلاً داخل هذه الجيوب، مستخدمةً الطول الإضافي بدلاً من شد الألياف الداخلية. إنها طريقة ذكية لتعزيز المرونة وتخفيف الضغط في قلب الكابل. تستخدم الآلة عربات دوارة أو أنظمة تروس كوكبية لتحقيق هذا التمديد المتذبذب الدقيق.

فوائد التجميع البسيط

بالمقارنة مع مجرد وضع الأنابيب بشكل متوازي أو استخدام لف حلزوني بسيط (كما هو الحال في كابلات النحاس القديمة)، جدل SZ³ يُقدّم هذا الغلاف مزايا هامة للألياف الضوئية. تتمثل الفائدة الرئيسية في تحسين أداء الانحناء وقوة الشد دون إجهاد الألياف. يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية أثناء التركيب، حيث تُسحب الكابلات عبر قنوات أو حول الزوايا. كما يُسهّل الوصول إلى منتصف المسافة - فنظرًا لعدم ربط الأنابيب بإحكام في اتجاه واحد، يُمكن للفني فتح الغلاف والوصول إلى أنبوب مُحدّد بسهولة أكبر دون إزعاج الأنابيب الأخرى. يُعدّ هذا التصميم أساسيًا لكابلات الألياف الضوئية الحديثة عالية الأداء.

كيف يكمل الغلاف عملية تصنيع كابل الألياف الضوئية؟

هل كابلك الداخلي معرض للعوامل الجوية؟ بدون طبقة حماية نهائية، تتعرض الألياف المجدولة للتآكل والرطوبة والأشعة فوق البنفسجية والمواد الكيميائية.

تتضمن عملية التغليف بثق غلاف خارجي نهائي (PE، LSZH، أو PVC) فوق قلب الكابل المجدول. يوفر هذا الغلاف الحماية البيئية والميكانيكية الأساسية، مما يحدد مدى ملاءمة الكابل لبيئات التركيب المختلفة (داخلية/خارجية/قنوات).

الخطوة الأخيرة في تصنيع الكابل هي تركيب الغلاف الخارجي. لدينا قلب SZ المجدول، ربما مع شرائط أو خيوط مانعة لتسرب الماء ملفوفة حوله، وهو الآن بحاجة إلى حمايته القصوى. يقوم خط الغلاف بهذه المهمة. إنه في الأساس خط بثق ممتد. يُسحب القلب المجدول عبر مركز قالب البثق، ويُدفع البلاستيك المصهور حوله، مكونًا طبقة خارجية سلسة. يمكنك رؤية هذا الغلاف والتعامل معه عند العمل مع الكابل النهائي. خصائصه بالغة الأهمية لبقاء الكابل في بيئته المقصودة.

مواد التغليف الشائعة وخصائصها

يعتمد اختيار مادة الغلاف بشكل كبير على المكان الذي سيتم استخدام الكابل فيه.

• البولي إيثيلين (PE): مقاومة ممتازة للرطوبة ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية (مادة البولي إيثيلين الأسود بشكل أساسي). متينة للغاية. تُستخدم عادةً في الكابلات الخارجية وكابلات القنوات. قد تكون صلبة جدًا.
• PVC (بولي فينيل كلوريد): أكثر مرونة من البولي إيثيلين، ومقاوم للهب عمومًا، واقتصادي. يُستخدم غالبًا في الكابلات الداخلية متعددة الأغراض. ومع ذلك، يُنتج دخانًا وغازات تآكلية عند احتراقه.
• LSZH (منخفض الدخان وخالي من الهالوجين): مُصممٌ للسلامة في الأماكن المغلقة، وخاصةً المناطق المأهولة بالسكان، مثل المكاتب ومراكز البيانات والأنفاق. يُنتج دخانًا قليلًا جدًا ولا يُنتج مركبات هالوجين سامة في الحرائق. وهو مُلزمٌ به عادةً بموجب قوانين البناء. قد يكون أقل مرونةً أو متانةً من البولي إيثيلين أو كلوريد البوليفينيل (PVC).

يتم في بعض الأحيان تطبيق السترات المتوسطة أو الدروع المعدنية (مثل شريط الفولاذ المموج) قبل الغلاف الخارجي النهائي لتوفير حماية ميكانيكية إضافية، وخاصة بالنسبة للكابلات المدفونة مباشرة.

عملية البثق للتغليف

يتكون خط التغليف من دافع للنواة المجدولة، وربما محطة تسليح، وآلة البثق نفسها (آلية لولبية تذيب حبيبات البلاستيك وتضغطها)، وقوالب تشكيل متقاطعة الشكل حيث يتشكل البلاستيك حول النواة، وحوض تبريد طويل (عادةً ما يكون مملوءًا بالماء) لتجميد الغلاف، وأدوات قياس القطر، وساحب رافعة، ولفافة سحب لأسطوانة الكابل النهائية. يُعد التحكم الدقيق في درجة الحرارة والضغط وسرعة الخط ومعدل التبريد أمرًا أساسيًا للحصول على سُمك وقطر غلاف موحدين دون إتلاف النواة الداخلية. غالبًا ما يُطبع الكابل النهائي بعلامات تعريف خلال هذه المرحلة.

خاتمة

يتضمن إعداد إنتاج كابلات الألياف الضوئية مراحل رئيسية: التلوين، والطلاء الثانوي، جدل SZ³، والغلاف. يساعد فهم دور كل آلة على بناء خط تصنيع موثوق للكابلات عالية الجودة.