광케이블 제조를 준비하는 과정은 복잡하고 부담스럽습니다. 실수는 자원 낭비로 이어지고 품질 저하로 이어져 기업 이미지에 악영향을 미칩니다. 핵심 단계와 관련 장비를 이해하면 공정이 간소화되어 안정적인 생산과 더 나은 사업 성과를 보장할 수 있습니다.

효율적인 광케이블 생산은 광섬유 준비, 버퍼링, 연선, 그리고 피복의 네 가지 핵심 단계로 구성됩니다. 성공은 적절한 특수 장비를 사용하여 각 단계를 완벽하게 숙달하고 전체 공정에 걸쳐 품질 관리를 보장하는 데 달려 있습니다.

이제 기본 로드맵을 알게 되었습니다. 하지만 정말 각 단계에서 어떤 일이 발생할까요? 이러한 세부 사항을 정확하게 파악하는 것은 까다로운 성능 기준을 충족하는 고품질 광케이블을 생산하는 데 매우 중요합니다. 이 중요한 통신 회선이 어떻게 만들어지는지, 그리고 진정한 변화를 만들어내는 특정 기계와 기술에 초점을 맞춰 자세히 살펴보겠습니다. 이러한 세부 사항을 이해하면 생산 설정에 대한 정보에 기반한 결정을 내릴 수 있습니다.

케이블링 전에 광섬유는 실제로 어떻게 만들어질까?

케이블 제작을 생각하기도 전에 광섬유 원재료가 필요합니다. 광섬유는 어디에서 오는 걸까요? 원산지를 제대로 이해하지 않고 광섬유를 구매하면 나중에 품질 문제가 발생할 수 있습니다. 광섬유 준비의 기본 사항을 알면 탄탄한 기초를 다질 수 있습니다.
광섬유 준비¹ 초고순도 유리 프리폼을 얇은 가닥으로 인발하는 것으로 시작합니다. 이 가닥들은 특수 인발 타워와 코팅 장비를 사용하여 즉시 보호층으로 코팅되어 섬유의 강도와 광학적 무결성을 보장합니다.!

HONGKAI에서 케이블링 장비에 대해 이야기하기도 전에, 광섬유 자체부터 그 여정이 시작됩니다. 광섬유는 단순한 유리가 아니라 고도로 공학적으로 제작된 제품입니다. 이 공정은 프리폼(preform)이라고 불리는 초고순도 유리로 된 큰 막대에서 시작됩니다. 이 프리폼은 종종 변형 화학 기상 증착(MCVD)과 같은 방식으로 제작되는데, 이는 유리관 내부에서 화학 물질이 반응하여 정제된 실리카와 도펀트(유리의 굴절률을 미세 조정하는 원소) 층을 증착하는 방식입니다. 이렇게 세심하게 적층하면 빛 투과에 필요한 코어와 클래딩 구조가 형성됩니다.
프리폼이 준비되면 진짜 마법이 시작됩니다.

섬유 드로잉

프리폼은 높은 구조물에 수직으로 장착됩니다. 드로잉 타워.

1. 난방: 프리폼의 하단 팁은 고온로(주로 유도 가열 흑연로)에 들어가 약 2000°C에 도달합니다. 이렇게 하면 유리 팁이 정밀하게 연화됩니다.
2. 그림: 연화된 유리는 아래로 당겨져 일반적으로 지름이 125마이크론(사람 머리카락 굵기 정도)에 불과한 얇은 섬유로 늘어납니다. 중력이 도움이 되지만, 탑 바닥에 있는 캡스턴이 끌어당기는 속도를 정밀하게 조절합니다.
3. 직경 제어: 인발 중 레이저 기반 직경 게이지가 광섬유를 지속적으로 측정합니다. 이 데이터는 캡스턴 컨트롤러로 전송되어 인발 속도를 실시간으로 조정하여 매우 일관된 직경을 유지합니다. 아주 작은 변화라도 광섬유의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

보호 코팅

섬유가 뽑히자마자, 아직 깨끗하고 튼튼한 상태일 때, 코팅 도포기를 통해 바로 코팅을 진행합니다. 이 과정은 매우 중요한데, 맨 유리 섬유는 놀라울 정도로 약하고 표면 결함으로 인해 강도가 크게 저하되기 때문입니다.

1. 이중 레이어 코팅: 일반적으로 UV 경화형 아크릴레이트 폴리머를 두 겹 도포합니다.
   • 내부 레이어: 부드럽고 탄성률이 낮은 층은 완충 장치 역할을 하여 섬유가 미세 굽힘(신호 손실을 유발하는 작고 날카로운 굽힘)으로부터 보호됩니다.
   • 바깥층: 더 단단하고 탄성률이 높은 층은 긁힘 방지 기능과 기계적 보호 기능을 제공합니다.
2. UV 경화: 코팅 후, 섬유는 자외선(UV) 램프를 통과합니다. 이 램프는 액상 아크릴레이트 코팅을 즉시 경화시켜 보호막을 형성합니다. 최종 코팅된 섬유의 직경은 일반적으로 250마이크론입니다.
3. 검증 테스트: 종종 섬유는 최소 강도 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 특정 장력 수준에 노출시켜 온라인에서 검증 테스트를 거칩니다.
   이 전체 드로잉 및 코팅 공정은 고속으로 연속적으로 진행되며, 때로는 분당 2,000미터가 넘는 속도에 이릅니다. 그 결과 250마이크론으로 코팅된 광섬유는 대형 스풀에 감겨 다음 케이블링 단계에 투입됩니다. 이 세심한 준비 과정을 이해하면 고품질 광섬유가 모든 안정적인 광케이블의 필수적인 시작점인 이유를 이해하는 데 도움이 됩니다.

광섬유 버퍼링에 필수적인 장비는 무엇입니까?

250미크론 원섬유는 여전히 너무 약해서 다루기 어렵거나 직접 연결하기 어렵습니다. 버퍼링은 추가 단계처럼 보이고 비용이 추가됩니다. 하지만 적절한 버퍼링을 하지 않으면 설치 또는 사용 중 광섬유가 손상되어 신호 장애가 발생하고 수리 비용이 많이 들 수 있습니다. 필수 장비를 숙지하면 광섬유를 제대로 보호할 수 있습니다.
필수적인 버퍼링 장비에는 섬유 페이오프 스탠드, 타이트 또는 루즈 버퍼링용 압출기, 정밀 냉각통, 캡스턴, 테이크업 시스템, 그리고 통합 제어 장치가 포함됩니다. 루즈 튜브의 경우, 겔 충진 시스템과 초과 섬유 길이(EFL) 제어 또한 중요합니다.

버퍼링은 250마이크론 코팅 섬유에 보호력과 취급 편의성을 한층 더 높여줍니다. HONGKAI에서는 고객이 Rosendahl Nextrom과 같은 버퍼링 라인(예: RL-T 라인)을 선택할 수 있도록 도와드립니다. 타이트 버퍼링²) 최종 케이블 적용을 기준으로 합니다. 두 가지 주요 방법은 다음과 같습니다. 타이트 버퍼링² 그리고 느슨한 튜브 버퍼링.

타이트 버퍼 압출

이 공정은 250마이크론 광섬유에 플라스틱(PVC 또는 LSZH 등) 층을 직접 도포하여 일반적으로 직경을 최대 900마이크론(0.9mm)까지 확장합니다. 이 공정을 통해 광섬유는 얇은 전선처럼 느껴지고, 취급 및 연결 작업이 더욱 용이해지며, 특히 패치 코드나 구내 케이블링과 같은 실내 용도에 적합합니다.

• 라인: ㅏ 타이트 버퍼링² 라인에는 정확한 구성 요소가 필요합니다.
  • 섬유 페이오프: 250마이크론 섬유를 천천히 풀어서 일관되고 낮은 장력을 유지합니다.
  • 압출기: 작고 정확도가 높은 압출기가 완충재를 녹입니다. 특수 크로스헤드 다이는 완충재가 섬유 주위로 고르게 흐르도록 합니다. 섬유 손상이나 불균일을 방지하기 위해서는 정밀한 온도 제어가 필수적입니다. 완충재 스트리핑이 어려웠던 사례를 해결했던 기억이 납니다. 압출기 온도 프로파일을 약간 조정한 것만으로도 고객에게 큰 변화를 가져다주었습니다.
  • 냉각통: 수냉은 버퍼를 빠르게 응고시킵니다. 길이와 온도 프로파일은 신중하게 관리됩니다.
  • 직경 제어: 레이저 게이지는 900마이크론 직경을 지속적으로 측정하여 라인 속도 또는 압출기 출력을 조정하는 데 필요한 피드백을 제공합니다. 동심도(버퍼 내 섬유의 중심 위치) 또한 중요합니다.
  • 캡스턴 및 테이크업: 캡스턴은 광섬유를 라인으로 끌어당기며, 이는 광섬유의 출력과 동기화됩니다. 테이크업 장치는 완성된 900마이크론 버퍼 처리된 광섬유를 감습니다.

루즈 튜브 생산

여기에서는 하나 이상의 250미크론 섬유가 섬유 자체보다 훨씬 큰 내경을 가진 플라스틱 튜브(종종 PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트)로 제작됨) 안에 배치됩니다. 이 "느슨한" 공간은 일반적으로 방수 젤로 채워지거나 물에 팽창하는 실/테이프가 사용됩니다. 이러한 설계는 섬유를 외부 기계적 힘과 온도 변화로부터 분리하여 실외 케이블에 이상적입니다.

• 라인: 느슨한 튜브 라인은 더 복잡합니다.
  • 다중 광섬유 페이오프: 여러 섬유(때로는 12개 또는 24개)를 동시에 공급해야 합니다.
  • 젤 충전 시스템(선택 사항): 젤을 사용하는 경우, 튜브가 섬유 주위에 형성되는 순간 정밀 펌프가 젤을 튜브 압출기 다이에 주입합니다.
  • 압출기: 섬유 다발 주위에 플라스틱 튜브를 형성합니다. 내구성과 내환경성을 위해 PBT와 같은 소재 선택이 매우 중요합니다.
  • 냉각 및 사이징: 냉각통은 튜브를 응고시킵니다. 진공 탱크는 정밀한 직경 제어 및 진원도(교정)를 위해 사용될 수 있습니다.
  • 과도한 섬유 길이(EFL) 제어: 이는 매우 중요합니다. 시스템은 튜브 압출 속도에 비례하여 섬유 속도를 정밀하게 제어하여 소량의 추가 섬유 길이를 생성합니다. 내부에 튜브. 이 EFL은 섬유 자체에 부담을 주지 않고 케이블이 (예: 온도 변화로 인해) 늘어나거나 줄어들 수 있도록 합니다. 최신 회선에는 정교한 EFL 모니터링 및 제어 기능이 있습니다.
• 주요 기계: Rosendahl Nextrom과 같은 브랜드는 고속 생산과 정밀한 EFL 제어를 위해 설계된 특수 루즈 튜브 라인을 제공합니다.
  타이트 버퍼링과 느슨한 버퍼링의 선택은 전적으로 케이블의 의도된 환경과 성능 요구 사항에 따라 달라집니다.

스트랜딩 머신은 광케이블 성능에 어떤 영향을 미치는가?

버퍼 처리된 광섬유만으로는 견고한 케이블을 구축하기에 충분하지 않습니다. 광섬유를 무작위로 묶으면 케이블이 약해지고 꼬이기 쉬우며, 휘거나 잡아당길 때 신호가 쉽게 손상될 수 있습니다. 부적절한 연선은 케이블 성능 저하 및 설치 실패로 직결됩니다. 연선의 이해는 안정적인 케이블 구조를 구축하는 데 필수적입니다.
특히 좌초 기계 SZ 스트랜딩³ 라인은 중앙 강도 부재 주위에 완충 섬유 또는 느슨한 튜브를 정밀하게 배열합니다. 이러한 체계적인 구조는 케이블의 유연성, 인장 강도, 압착 저항성을 결정하며, 섬유를 굽힘 손실로부터 보호하여 최적의 안정적인 성능을 보장합니다.

버퍼링 후, 다음 중요한 단계는 이러한 보호된 섬유(또는 섬유로 채워진 튜브)를 응집력 있는 케이블 코어로 구성하는 것입니다. 이는 일반적으로 중앙 강도 부재(CSM)를 중심으로 꼬임 방식으로 이루어집니다. 꼬임 방식은 단순히 묶는 것이 아니라 케이블에 필수적인 기계적 특성을 부여하는 특정 기하학적 배열을 만드는 것입니다. 오늘날, 특히 다용도 케이블의 경우 가장 널리 사용되는 방법은 다음과 같습니다. SZ 스트랜딩³.

SZ 스트랜딩: 유연한 표준

요소를 한 방향으로 계속 꼬아주는 것(전통적인 로프처럼) 대신, SZ 스트랜딩³ 완충된 섬유나 느슨한 튜브를 CSM 주위로 앞뒤로 꼬아서 짧고 번갈아 꼬인 나선형 섹션을 만듭니다(뒤집어서 'S'자 모양으로 꼬인 후 'Z' 모양으로 꼬임).

• 왜 SZ인가요? 가장 큰 장점은 중간 범위 접근튜브가 연속적인 나선형 구조로 고정되지 않기 때문에 최종 케이블 재킷의 창을 절단하여 전체 케이블을 절단하거나 다른 요소를 크게 손상시키지 않고도 특정 튜브(예: FTTH 드롭)에 쉽게 접근할 수 있습니다. 이는 배전망에 매우 유용합니다. SZ 스트랜딩³ 또한 나선형 스트랜딩보다 본질적으로 비틀림 응력을 더 잘 관리하므로 광범위한 온도 범위에서 성능이 향상됩니다.
• 기계: 안 SZ 스트랜딩³ 라인(Rosendahl Nextrom의 RL-V 시리즈와 유사)은 여러 구성 요소를 조정합니다.
  • 요소의 보상: 느슨한 튜브나 단단히 완충된 섬유의 스풀을 잡고 정확한 장력 제어로 공급합니다.
  • CSM 보상: 중앙 강도 부재(FRP 또는 강철 와이어)를 공급합니다.
  • SZ 스트랜딩 유닛: 이것이 핵심입니다. 진동 가이드 또는 회전하는 유성 캐리어를 사용하여 CSM 주위로 모이는 요소에 S자 및 Z자 방향의 역전된 꼬임을 부여합니다. S자 또는 Z자 방향의 한 부분의 길이는 "레이 길이"입니다.
  • 바인더 헤드: 재킷을 덮기 전에, 코어 가닥을 서로 연결하기 위해 한두 개의 바인더 원사(폴리에스터 등)를 나선형으로 감아줍니다. 물에 팽윤되는 테이프나 원사를 사용할 수도 있습니다.
  • 캡스턴 및 테이크업: 꼬인 코어를 줄에 끼워 넣고 드럼에 감습니다.

중앙 강도 회원(CSM)⁴

케이블 코어의 중추로, 인장 강도(인장에 대한 저항력)와 좌굴 방지 지지력을 제공합니다.

• 섬유 강화 플라스틱(FRP): 일반적으로 폴리머 매트릭스에 유리 섬유가 혼합된 복합 막대입니다. 강하고 가벼우며 유전체(비전도성)이므로 전선 근처나 전기 간섭이 발생할 가능성이 있는 환경에서 흔히 사용되는 완전 유전체 케이블에 적합합니다.
• 강철 와이어: 매우 높은 인장 강도를 제공합니다. 최대 인장 강도가 중요하고 전도성이 문제가 되지 않을 때 사용됩니다.

통제가 핵심이다

좌초 성공은 통제에 달려 있습니다.

• 긴장: 각 요소는 정밀하게 조절된 장력으로 공급되어야 합니다. 장력이 고르지 않으면 일부 요소는 다른 요소보다 더 많은 하중을 견뎌야 하며, 이는 섬유 변형이나 파손으로 이어질 수 있습니다.
• 피치/레이 길이: 꼬임의 조임은 유연성과 패킹 밀도에 영향을 미칩니다. 제어 시스템은 목표 레이 길이와 구조를 달성하기 위해 페이오프 속도, 스트랜딩 유닛 진동, 그리고 라인 속도를 관리합니다.
• EFL(루즈 튜브): 좌초 중에도 각 튜브 내부의 EFL은 유지되어야 합니다. SZ 공정은 이를 충족하도록 설계되었습니다.
  방법은 다음과 같습니다 SZ 스트랜딩³ 이전 나선형 방법과 비교해보세요:

특히 스트랜딩 프로세스를 마스터하는 것 SZ 스트랜딩³, 설치 중에 잘 견디고 서비스 수명 내내 뛰어난 광학 성능을 유지하는 케이블을 생산하는 데 필수적입니다.

광케이블의 최종 재킷 공정이 왜 그렇게 중요한가?

외부 재킷은 겉보기에는 단순해 보입니다. 플라스틱 코팅뿐이죠. 그 중요성을 간과하기 쉽습니다. 하지만 이 최종 층이 손상되면 민감한 광 코어가 습기, 물리적 손상, 그리고 햇빛에 노출되어 케이블 조기 고장 및 네트워크 중단으로 이어질 수 있습니다. 이해하기 재킷팅 공정⁵ 중요한 보호 역할을 강조합니다.
마지막 재킷팅 공정⁵ 견고한 압출 라인을 사용하여 케이블의 견고한 외피를 적용합니다. 이 외피는 습기, 마모, 자외선, 화학 물질 및 설치 시 발생하는 힘으로부터 심선을 보호하여 케이블의 장기적인 수명과 성능을 보장하는 데 필수적인 요소입니다.

코어가 완벽하게 연선된 후, 마지막 제조 단계는 외피를 적용하는 것입니다. 이 작업은 일반적으로 전용 외피 압출 라인에서 수행됩니다. 이 라인은 개념적으로 버퍼링 라인과 유사하지만, 전체 케이블 코어를 처리하고 더 두꺼운 재료 층을 도포하기 위해 더 크고 강력하게 설계되었습니다. 외피는 케이블의 갑옷과 같습니다. 섬세한 광학 소자와 혹독한 설치 환경 사이의 주요 인터페이스입니다. HONGKAI는 케이블 수명을 위해 적절한 외피 소재를 선택하고 완벽한 도포 공정을 보장하는 것이 필수적임을 강조합니다. Rosendahl Nextrom(예: RL-M 라인) 및 Maillefer와 같은 장비 공급업체는 고급 외피 솔루션을 제공합니다.

올바른 갑옷 선택: 재킷 소재

재킷 소재는 케이블을 안전하고 효과적으로 사용할 수 있는 장소와 방법을 결정합니다. 각 소재는 고유한 장점을 가지고 있습니다.

• 폴리에틸렌(PE): 옥외용 케이블에 탁월한 성능을 발휘합니다. 습기와 자외선에 대한 내성이 뛰어납니다(카본 블랙 함유 시). 마모에 강하여 덕트 당김, 공중 설치 또는 직접 매설에 이상적입니다. 다양한 밀도(LDPE, MDPE, HDPE)를 제공하여 다양한 유연성과 경도를 제공합니다.
• 폴리염화비닐(PVC): 유연성, 고유의 난연성, 그리고 비교적 저렴한 비용으로 인해 실내 케이블에 널리 사용됩니다. 건물 내 패치 코드 및 수평 케이블 배선에 널리 사용됩니다. 주요 단점은 연소 시 연기와 부식성 가스가 발생한다는 것입니다.
• 저연성 할로겐(LSZH): 화재 안전이 매우 중요한 실내 공간(데이터 센터, 터널, 공공건물, 선박)에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이 화합물은 난연성이 있지만 화재에 노출되었을 때 연기와 유독 할로겐 가스를 거의 발생시키지 않습니다. PVC/PE보다 유연성이나 내구성이 약간 떨어질 수 있으며, 가격이 더 비싼 경우가 많습니다. 저는 대형 병원 단지에 케이블을 설치하는 고객과 협력한 적이 있는데, 안전 규정에 따라 LSZH는 특정 화합물을 처리하기 위한 압출 라인의 세심한 설치가 요구되었습니다.
• 폴리아미드(나일론/PA): 주요 외피로는 거의 사용되지 않지만, PE나 PVC 위에 얇고 튼튼한 외층으로 시공하는 경우가 많습니다. 마모, 화학 물질, 그리고 특히 흰개미와 설치류에 대한 뛰어난 내성을 제공하여 험난한 지형에서 직접 매설하는 케이블에 적합합니다.
• 열가소성 폴리우레탄(TPU): 탁월한 내마모성, 뛰어난 유연성(저온에서도), 우수한 내화학성, 그리고 전반적인 인성을 제공하는 프리미엄 소재입니다. 산업 자동화, 군용 현장 케이블 또는 재사용 가능한 배치 케이블과 같은 까다로운 용도에 사용됩니다.
  간단히 참고해 보세요.

재킷팅 라인의 실제 작동

재킷을 적용하는 데는 여러 가지 조정된 단계가 포함됩니다.

• 핵심 보상: 완전한 가닥 코어(바인더, 테이프 등 포함)를 고정한 드럼은 조절된 장력으로 줄에 공급됩니다.
• 핵심 준비: 때로는 재킷 접착력을 높이기 위해 코어를 예열하거나, 필요한 경우 추가적인 방수 요소를 적용하는 과정이 포함됩니다. 특정 플라스틱의 경우 재료 건조가 필요할 수 있습니다.
• 압출기: 강력한 압출기는 선택된 것을 녹입니다. 재킷팅 컴파운드⁶압력식 크로스헤드 다이는 용융된 플라스틱을 코어 주위로 밀어 넣어 재킷을 형성합니다. 온도와 압력 제어가 매우 중요합니다.
• 냉각통: 광범위한 물 냉각통은 재킷을 빠르고 제어 가능하게 응고시키며, 종종 높은 라인 속도를 처리하기 위해 상당한 길이로 뻗어 있습니다.
• 직경 및 동심도: 레이저 게이지는 최종 외경을 측정하고 재킷 두께가 전체적으로 균일한지(동심도) 확인합니다. 코어가 중앙에 위치하지 않으면 취약한 부분이 발생할 수 있습니다.
• 인쇄: 고속 잉크젯 또는 레이저 프린터는 제조업체(홍콩⁷!), 케이블 종류, 광섬유 개수, 표준 준수 여부, 길이 표시, 생산일/배치 코드. 이는 식별, 설치 및 추적에 매우 중요합니다.
• 캡스턴 및 테이크업: 크고 강력한 캡스턴이 완성된 케이블을 라인으로 끌어당깁니다. 동기화된 테이크업 시스템은 케이블을 최종 운송 드럼이나 스풀에 감아 매우 무거운 중량을 감아주는 경우가 많습니다. 첨단 시스템은 효율성을 높이기 위해 Maillefer와 같은 회사에서 제공하는 탠덤 라인에 스트랜딩과 재킷팅을 통합할 수 있습니다.

품질이 가장 중요합니다

최종 재킷은 다음과 같은 과정을 거칩니다. 엄격한 검사⁸두께 사양을 충족하고, 압착에 강하며, 찢어지지 않고 잡아당겨도 장력을 견뎌내야 하며, 온도 변화 사이클을 견뎌내고, 수십 년 동안 습기를 차단해야 합니다. 고품질 재킷을 확보하는 것은 신뢰할 수 있는 광케이블을 생산하는 데 있어 최후의 핵심 단계입니다.

결론

광케이블을 효율적으로 제작하려면 광섬유 준비, 버퍼링, 연선, 피복 작업을 완벽하게 숙달해야 합니다. 적합한 기계를 선택하고 각 공정을 제어함으로써 품질을 보장할 수 있습니다. 홍콩⁷ 고객의 성공을 위한 완벽한 기계 솔루션을 제공합니다.