Не можете определить необходимое оборудование для производства оптоволоконного кабеля? Настройка производственной линии может показаться сложной и дорогостоящей, если вы выберете неправильные машины.

Для запуска производства оптоволоконного кабеля требуются специальные машины: линия окраски/перемотки волокна, линия вторичного покрытия, линия скрутки SZ и линия оболочки. Каждая из них играет важную роль в создании высококачественных, надежных кабелей для современных сетей связи.

Понимание этих основных машин — первый шаг. Как человек, помогающий компаниям наладить производство кабелей, я знаю, насколько важна каждая единица оборудования. Давайте рассмотрим каждый процесс, чтобы увидеть, как они способствуют получению конечного продукта и почему выбор правильного оборудования важен для вашего успеха. Правильное выполнение этого с самого начала избавит вас от множества головных болей в дальнейшем.

Каким образом окраска и перемотка волокон обеспечивают качество кабеля?

Не знаете, зачем оптические волокна нужно окрашивать? Неправильная идентификация волокон приводит к ошибкам при установке и простоям сети, что влечет за собой временные и финансовые затраты.

Окрашивание волокон присваивает уникальные цвета отдельным волокнам для легкой идентификации во время сращивания и установки. Процесс перемотки обеспечивает аккуратную намотку волокон без повреждений, сохраняя целостность сигнала перед их передачей на следующий этап производства.

Подумайте о прокладке кабеля с десятками, может быть, сотнями одинаково выглядящих волокон. Это был бы кошмар! Вот тут-то и вступает в дело окраска. Это первый шаг после того, как голое волокно вытянуто. Мы используем специализированные машины для нанесения тонкого слоя УФ-отверждаемой краски. Этот процесс требует точности — цвет должен быть однородным и хорошо прилипать, не влияя на характеристики волокна. После окраски волокна аккуратно перематываются на бобины. Это не просто аккуратность, это сохранение целостности волокна. Перемоточная машина идеально контролирует натяжение, чтобы предотвратить микроизгибы или повреждения, которые могут ослабить сигнал в дальнейшем.

Объяснение процесса окраски

Окрашивающая машина обычно включает в себя отдающую стойку для катушки с голым волокном, блок очистки для удаления пыли, сам краситель, УФ-печь отверждения, шпиль для управления скоростью и приемный перемоточный станок. Высокоскоростные линии могут быстро окрашивать волокно, часто превышая 1000 метров в минуту. Ключевым моментом является равномерное нанесение цвета и быстрое полное отверждение чернил. Нам нужны цвета, которые соответствуют международным стандартам, таким как TIA-598-C, чтобы технические специалисты в любом месте могли их понимать.

Важность контроля натяжения при перемотке

После окраски и отверждения волокно поступает в секцию перемотки. Если натяжение слишком высокое, оно может напрягать волокно. Если оно слишком низкое, намотка может быть слабой и нестабильной, что приведет к спутыванию или повреждению во время транспортировки на следующий этап. Современные перемотчики используют сложные рычаги-танцоры или электронные системы обратной связи для поддержания постоянного, точного натяжения. Это гарантирует, что волокно готово к вторичное покрытие¹ без каких-либо скрытых дефектов, возникших при окраске и перемотке.

Какова роль вторичного покрытия в защите волокон?

Беспокоитесь о том, что хрупкие оптические волокна могут сломаться во время транспортировки или установки? Оголенные волокна очень уязвимы к физическим нагрузкам и факторам окружающей среды.

Вторичное покрытие добавляет защитный слой (свободную трубку или плотный буфер) вокруг цветных волокон. Этот слой защищает волокна от влаги, механических напряжений и перепадов температур, значительно увеличивая прочность и срок службы кабеля.

После того, как волокна окрашены и перемотаны, им требуется более надежная защита. Первичное покрытие, нанесенное во время вытяжки волокна, тонкое, всего около 250 микрон в диаметре, включая само стекло. Этого недостаточно для грубого обращения с кабелем. Вот где вторичное покрытие¹ линия входит. Этот процесс накладывает еще один слой, значительно увеличивая упругость волокна. Существует два основных подхода: свободная трубка и плотный буфер. Выбор полностью зависит от предполагаемого применения кабеля.

Конструкции со свободными трубками и плотными буферами

В конструкции со свободной трубкой несколько цветных волокон (обычно 6 или 12) помещаются внутрь пластиковой трубки с большим внутренним диаметром. Эта трубка часто заполнена водоблокирующим гелем или использует водонабухающие нити. Волокна «плавают» свободно внутри, обеспечивая превосходную защиту от внешних сил сдавливания и перепадов температуры, поскольку волокна могут немного двигаться внутри трубки. Такая конструкция повсеместно используется для наружных кабелей.

Конструкция плотного буфера подразумевает выдавливание более толстого слоя пластика (часто ПВХ или LSZH) непосредственно на каждое цветное волокно, что обычно доводит его диаметр до 900 микрон. Это делает волокно более похожим на тонкую проволоку, более простым в обращении и подходящим для непосредственного подключения разъемов. Кабели с плотным буфером обычно используются внутри помещений для коммутационных шнуров или магистральных сетей зданий, где гибкость и простота подключения являются ключевыми факторами. Тем не менее, они обеспечивают меньшую изоляцию от внешнего напряжения, чем свободные трубки.

Материалы, используемые для вторичного покрытия

Материалы, выбранные для вторичное покрытие¹ критически важны. Такие материалы, как PBT (полибутилентерефталат), распространены для свободных трубок, поскольку они обеспечивают хорошую механическую прочность, химическую стойкость и стабильность в широком диапазоне температур. Наполняющий гель внутри обычно тиксотропный, то есть он остается на месте, но допускает движение волокон. При ограниченном бюджете ПВХ экономически эффективен для общего использования внутри помещений. В то же время материалы LSZH (Low Smoke Zero Halogen) требуются во многих установках из-за правил пожарной безопасности, поскольку они производят меньше дыма и не выделяют токсичных галогенных газов при горении.

Почему скрутка SZ имеет решающее значение для волоконно-оптических кабелей?

Хотите узнать, как несколько волоконно-оптических трубок помещаются в один кабель без повреждений? Простое связывание их вместе приводит к напряжению и потенциальной потере сигнала при изгибе кабеля.

SZ-скрутка² скручивает буферные трубки (или плотные буферные волокна) вокруг центрального элемента прочности в чередующихся спиральных направлениях. Эта технология позволяет волокнам иметь дополнительную длину, предотвращая деформацию во время изгиба и установки кабеля, обеспечивая надежную работу.

После того, как волокна получат свое вторичное покрытие¹ (либо как свободные трубки, либо как плотные буферы), нам нужно собрать их в сердечник кабеля. Если мы просто положим их прямо вдоль длины кабеля, любой изгиб будет напрямую нагружать волокна внутри. Оптическое волокно, будучи стеклом, не любит растягивающих напряжений! SZ-скрутка² Машина решает эту проблему элегантно. Она наматывает трубки (или плотно забуференные волокна) вокруг центрального элемента (например, стержня GRP или стальной проволоки) по спиральной схеме. Часть «SZ» означает, что направление спирали периодически меняется (S-скручивание, затем Z-скручивание).

Механика SZ-посадки

Представьте себе, что вы обматываете карандаш веревкой. Веревка становится туго связанной, если вы продолжаете обматывать ее в одном и том же направлении (простая спираль). Но с SZ-скрутка², машина укладывает трубки в одном спиральном направлении на определенную длину (например, 100 мм), затем меняет направление скручивания на обратное для следующих 100 мм и т. д. Это колебательное скручивание создает карманы дополнительной длины для трубок вдоль оси кабеля. Когда кабель изгибается, трубки снаружи изгиба могут слегка скользить внутри этих карманов, используя дополнительную длину вместо того, чтобы растягивать волокна внутри. Это умный способ придать гибкость и снять натяжение в сердечнике кабеля. Машина использует вращающиеся каретки или планетарные системы передач для достижения этой точной колебательной укладки.

Преимущества по сравнению с простым объединением

По сравнению с простой параллельной укладкой трубок или использованием простой спиральной скрутки (как в старых медных кабелях), SZ-скрутка³ предлагает значительные преимущества для волоконной оптики. Основное преимущество — улучшенные характеристики изгиба и прочность на разрыв без нагрузки на волокна. Это имеет решающее значение во время установки, когда кабели протягиваются через каналы или вокруг углов. Это также облегчает доступ к середине пролета — поскольку трубки не связаны плотно в одном направлении, техник может открыть оболочку и получить доступ к определенной трубке более легко, не нарушая при этом другие. Такая конструкция имеет основополагающее значение для современных высокопроизводительных волоконно-оптических кабелей.

Каким образом наложение оболочки завершает процесс производства оптоволоконного кабеля?

Уязвим ли ваш кабельный сердечник к стихиям? Без последнего защитного слоя скрученные волокна подвергаются воздействию истирания, влаги, ультрафиолетового излучения и химикатов.

Оболочка включает в себя экструдирование конечной внешней оболочки (ПЭ, LSZH или ПВХ) поверх многожильного сердечника кабеля. Эта оболочка обеспечивает первичную защиту от воздействия окружающей среды и механическую защиту, определяя пригодность кабеля для различных условий установки (внутри/снаружи/в воздуховоде).

Последний шаг в изготовлении кабеля — наложение внешней оболочки или кожуха. У нас есть многожильный сердечник SZ, возможно, с водоблокирующими лентами или пряжами, обернутыми вокруг него, и теперь ему нужна его максимальная защита. Линия оболочки выполняет эту работу. По сути, это обширная линия экструзии. Многожильный сердечник протягивается через центр экструзионной головки, и расплавленный пластик нагнетается вокруг него, образуя бесшовный внешний слой. Вы видите и держите эту оболочку, когда работаете с готовым кабелем. Ее свойства имеют решающее значение для выживания кабеля в предполагаемой среде.

Распространенные материалы для обшивки и их свойства

Выбор материала оболочки во многом зависит от того, где будет использоваться кабель.

• Полиэтилен (ПЭ): Отличная влагостойкость и устойчивость к УФ-излучению (в основном черный ПЭ). Очень прочный. Обычно используется для наружных и кабельных каналов. Может быть довольно жестким.
• ПВХ (поливинилхлорид): Более гибкий, чем ПЭ, как правило, огнестойкий и экономически выгодный. Часто используется для внутренних кабелей общего назначения. Однако при горении выделяет дым и едкие газы.
• LSZH (Малодымящий, без содержания галогенов): Разработан для обеспечения безопасности в закрытых помещениях, в основном в густонаселенных местах, таких как офисы, центры обработки данных или туннели. Он производит очень мало дыма и не выделяет токсичных галогенных соединений при пожаре. Часто предписывается строительными нормами. Он может быть менее гибким или прочным, чем ПЭ или ПВХ.

Иногда перед окончательной внешней оболочкой накладывают промежуточные оболочки или металлическую броню (например, гофрированную стальную ленту) для дополнительной механической защиты, особенно для кабелей, прокладываемых непосредственно в земле.

Процесс экструзии для обшивки

Линия оболочки состоит из отдачи для скрученного сердечника, потенциальной станции бронирования, самого экструдера (шнековый механизм, который расплавляет и прессует пластиковые гранулы), траверсы, где пластик формируется вокруг сердечника, длинного охлаждающего желоба (обычно заполненного водой) для затвердевания оболочки, инструментов для измерения диаметра, тянущего устройства и намоточного устройства для готового кабельного барабана. Точный контроль температуры, давления, скорости линии и скорости охлаждения имеет важное значение для получения равномерной толщины оболочки и диаметра без повреждения сердечника внутри. На этом этапе готовый кабель часто печатается с идентификационной маркировкой.

Заключение

Организация производства оптоволоконного кабеля включает в себя основные этапы: покраска, вторичное покрытие, SZ-скрутка³и оболочка. Понимание роли каждой машины помогает построить надежную производственную линию для высококачественных кабелей.