Bạn đang gặp khó khăn trong việc sản xuất sợi quang chất lượng cao một cách nhất quán? Quy trình cốt lõi, sử dụng một cấu trúc thường cao từ 7 đến 45 mét, có thể là vấn đề. Hiểu được tòa tháp này là chìa khóa.

Tháp kéo sợi là thiết bị công nghiệp chuyên dụng, thường cao từ 7 đến 45 mét, làm nóng phôi thủy tinh (đường kính khoảng 20cm) đến khoảng 1900-2200°C và kéo nó vào sợi quang chính xác 125µm. Nó rất quan trọng để tạo ra sợi có độ suy hao thấp (ví dụ: ~0,2 dB/km) cần thiết cho cáp truyền thông hiện đại.

Nhận được quá trình kéo sợi¹ đúng là cơ bản. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và hiệu suất cuối cùng của cáp quang mà bạn sản xuất, xác định các yếu tố như mất tín hiệu và tốc độ dữ liệu. Hãy để tôi hướng dẫn bạn cách những cỗ máy ấn tượng này hoạt động và lý do tại sao chúng lại quan trọng đối với bất kỳ ai nghiêm túc trong sản xuất cáp. Điều này xuất phát từ kinh nghiệm của tôi tại HONGKAI, nơi chúng tôi hướng đến mục tiêu cung cấp 'Máy móc cáp - Giải pháp một cửa hàng'. Hiểu về tháp kéo là một phần quan trọng của điều đó.

Quy trình kéo sợi diễn ra như thế nào theo từng bước?

Bạn có bối rối về cách một thanh thủy tinh rắn trở thành sợi mỏng như sợi tóc không? Quá trình chuyển đổi từ một phôi, thường dài 2 mét, thành sợi dài hàng km có vẻ phức tạp, nhưng nó tuân theo các giai đoạn rõ ràng và được kiểm soát.

Các quá trình kéo sợi¹ bao gồm việc tỉ mỉ chuẩn bị và nung nóng phôi thủy tinh đến điểm mềm (1900-2200°C), sau đó kéo nó với tốc độ cao (thường là trên 10 m/giây) thành sợi có đường kính được kiểm soát chính xác (thường là 125µm ±0,1µm), phủ lớp phủ bảo vệ và cuộn lại.

Hãy cùng phân tích hành trình từ phôi đến sợi cuộn. Là Peter He, người sáng lập HONGKAI, tôi đã tận mắt chứng kiến việc thành thạo từng bước quan trọng như thế nào đối với khách hàng của chúng tôi hướng đến sản xuất cáp hàng đầu. Không chỉ là có máy móc; mà là hiểu được dòng chảy từ phôi lớn đến sợi tuyệt vời.

Thực hiện chuẩn bị và tải

Mọi thứ bắt đầu với phôi thủy tinh, một thanh được chế tạo đặc biệt từ thủy tinh tinh khiết cao, thường có đường kính khoảng 20cm và dài tới 2 mét. Phôi này chứa lõi và cấu trúc ốp. Trước khi kéo, phôi được vệ sinh và kiểm tra tỉ mỉ. Sau đó, phôi được nạp cẩn thận vào đỉnh tháp kéo, thường sử dụng hệ thống định vị XY để căn chỉnh chính xác khi đưa vào Lò nung.

Sưởi ấm và Vẽ

Trái tim của tháp là lò kéo, thường là loại điện trở than chì, nung nóng đầu phôi ở nhiệt độ 1900°C đến 2200°C trong môi trường khí trơ như argon để ngăn ngừa quá trình oxy hóa. Ở nhiệt độ này, thủy tinh mềm ra và một sợi mỏng được kéo xuống dưới, thường ở tốc độ vượt quá 10 mét mỗi giây. Một thước đo đường kính dựa trên laser liên tục đo sợi, cung cấp phản hồi cho tời để điều chỉnh tốc độ và duy trì đường kính nhất quán, thường là 125 micromet với dung sai chỉ ±0,1 micromet.

Phủ, Bảo dưỡng và Cuộn

Sợi thủy tinh trần rất dễ vỡ. Nó ngay lập tức đi qua các dụng cụ phủ phủ một hoặc hai lớp polyme bảo vệ (thường là acrylate), thường là một lớp bên trong mềm và một lớp bên ngoài cứng hơn, với tổng độ dày khoảng 250 micromet. Đây có thể là quy trình "ướt trên ướt" hoặc "ướt trên khô". Sau đó, sợi được phủ đi qua đèn UV hoặc lò nhiệt để làm cứng lớp phủ ngay lập tức. Điều này bảo vệ chống mài mòn. Cuối cùng, tời kéo sợi và một máy cuộn sẽ cuộn sợi cẩn thận vào một ống cuộn.

Hiểu được các bước này giúp đánh giá cao kỹ thuật liên quan. Tại HONGKAI (www.hkcablemachine.com), chúng tôi đảm bảo khách hàng hiểu được quy trình này.

Những thành phần chính nào tạo nên tháp kéo sợi hiện đại?

Bạn có thắc mắc những bộ phận cụ thể nào hoạt động cùng nhau trong cấu trúc cao đó không? tháp kéo sợi² là một hệ thống các thành phần tích hợp, mỗi thành phần đều quan trọng để sản xuất sợi quang chất lượng cao.

Các thành phần chính bao gồm cơ chế cấp phôi với định vị XY, lò graphite nhiệt độ cao có nguồn cung cấp khí argon, máy đo đường kính và lớp phủ bằng laser, thiết bị phủ nhiều giai đoạn, lò sấy UV/nhiệt, tời, hệ thống đo độ căng và máy cuộn sợi, thường có máy kiểm tra độ bền.

Biết các bộ phận chính giúp hiểu được hoạt động. Khi tôi bắt đầu làm việc tại HONGKAI vào năm 2019, sự phức tạp đã rõ ràng, nhưng lại cần thiết để cung cấp các giải pháp thực sự. Hãy cùng xem xét kỹ hơn.

Bản vẽ lõi và hệ thống môi trường

Các Cơ chế nạp phôi giữ và hạ thấp phôi một cách an toàn bằng cách sử dụng động cơ, mâm cặp và hệ thống định vị XY để đưa vào Lò Vẽ chính xác. Đây thường là lò điện trở than chì sử dụng Hệ thống cung cấp khí Argon để ngăn chặn quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao. Bộ lọc HEPA thường được sử dụng để đảm bảo môi trường kéo sợi sạch, đặc biệt là đối với các loại sợi đặc biệt.

Đo lường, phủ và bảo dưỡng

MỘT Máy đo đường kính bằng laser (đo sợi từ 50 đến 1000µm) đo sợi không tiếp xúc. Máy phun sơn Áp dụng hai lớp bảo vệ (lớp trong mềm, lớp ngoài cứng). Đồng hồ đo đường kính lớp phủ Và Kiểm soát độ đồng tâm của lớp phủ đảm bảo lớp phủ đồng đều và nằm chính giữa, điều này rất quan trọng để ngăn ngừa tổn thất do uốn cong vi mô. Lò sấy UV hoặc hệ thống nhiệt sau đó làm cứng các lớp phủ này.

Căng, kéo, quấn và thử nghiệm

Đo độ căng thiết bị theo dõi lực căng kéo. thuyền trưởng (hoặc người kéo) nắm chặt sợi và kéo nó với tốc độ chính xác. Bộ đệm (đôi khi có bộ đổi cuộn tự động) quấn sợi. Nhiều tháp cũng kết hợp một Kiểm tra bản in/Quay lại để kiểm tra độ bền kéo của sợi và phát hiện lỗi.

Mỗi thành phần phải hoạt động hoàn hảo. Tại HONGKAI, chúng tôi giúp khách hàng lựa chọn các tòa tháp được tích hợp tốt, phản ánh sứ mệnh của chúng tôi là trở thành đối tác đáng tin cậy.

Làm thế nào để đảm bảo hiệu suất và chất lượng tối ưu cho tháp kéo sợi của bạn?

Chất lượng sợi không đồng đều hoặc phải đối mặt với thời gian ngừng hoạt động? Việc tối ưu hóa tháp của bạn đòi hỏi phải chú ý đến từng chi tiết trong quá trình thiết lập, vận hành, bảo trì và sử dụng các hệ thống điều khiển tiên tiến.

Đảm bảo hiệu suất tối ưu bằng cách sử dụng phôi chất lượng cao, duy trì kiểm soát môi trường nghiêm ngặt (bộ lọc HEPA, khí argon), hiệu chuẩn chính xác tất cả các hệ thống, sử dụng phần mềm kiểm soát quy trình tiên tiến (như FlexAuto), thực hiện bảo trì thường xuyên và đào tạo người vận hành kỹ lưỡng.

Đạt được hiệu suất cao nhất là một nỗ lực liên tục. Là một người trong lĩnh vực giải pháp công nghiệp trong 8 năm, tôi biết rằng các biện pháp chủ động ngăn ngừa các vấn đề tốn kém. Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về các lĩnh vực chính.

Hệ thống vật liệu, môi trường và kiểm soát

Bắt đầu với Phôi chất lượng cao³ nhất quán và không có khuyết điểm. Môi trường vẽ phải sạch sẽ, sử dụng bộ lọc HEPA và được kiểm soát quản lý khí (ví dụ, dòng khí argon). Sự ổn định của nhiệt độ và độ ẩm cũng rất quan trọng. Thực hiện Hệ thống điều khiển nâng cao⁴, giống như những phần mềm được YOEC hoặc phần mềm tích hợp tương tự đề cập (ví dụ: FlexAuto), để phối hợp các thông số như nhiệt độ, tốc độ và lưu lượng khí, cho phép điều chỉnh theo thời gian thực và lập kế hoạch sản xuất.

Hiệu chuẩn, Giám sát và Bảo trì

Thường xuyên Hiệu chỉnh tất cả các cảm biến và điều khiển, đặc biệt là đồng hồ đo đường kính, cảm biến độ căng và bộ điều khiển nhiệt độ. Thực hiện Giám sát quy trình thời gian thực đối với đường kính, độ căng, độ đồng tâm của lớp phủ và nhiệt độ lò. Sử dụng Kiểm soát quy trình thống kê (SPC). Bảo trì phòng ngừa là rất quan trọng: làm sạch khuôn phủ, kiểm tra các bộ phận lò (than chì có thể bị phân hủy), kiểm tra các bộ phận cơ khí và xác minh sự liên kết.

Kỹ năng của người vận hành

Đầu tư vào Đào tạo vận hành kỹ lưỡng⁵. Người vận hành lành nghề hiểu được những sắc thái, có thể phát hiện cảnh báo sớm, khắc phục sự cố hiệu quả và quản lý sự phức tạp của tính biến đổi phôi, vì mỗi phôi có thể cần điều chỉnh nhỏ về căn chỉnh, tốc độ và nhiệt độ.

Tại HONGKAI, chúng tôi nhấn mạnh những điểm này. Tối ưu hóa tháp vẽ là một chu trình cải tiến liên tục.

Những thách thức thường gặp khi vận hành tháp kéo sợi là gì?

Bạn đang gặp phải tình trạng đứt sợi, thay đổi đường kính hoặc vấn đề về lớp phủ? Vận hành tháp kéo sợi liên quan đến việc vượt qua các rào cản kỹ thuật như sự xuống cấp của lò nung và các yếu tố môi trường.

Những thách thức phổ biến bao gồm duy trì đường kính sợi đồng nhất (±0,1µm), ngăn ngừa đứt gãy, đảm bảo chất lượng lớp phủ và độ đồng tâm, quản lý độ ổn định của lò (sự thoái hóa than chì ở mức trên 600-800°C có thể gây ô nhiễm), kiểm soát lực kéo, cách ly rung động và xử lý sự thay đổi giữa các phôi.

Việc vận hành một tháp vẽ không phải lúc nào cũng dễ dàng. Những thách thức này thường xuyên xuất hiện. Nhận ra chúng là bước đầu tiên.

Hình dạng sợi, độ bền và lớp phủ

Biến thể đường kính là mối lo ngại thường trực do tốc độ hút không ổn định, nhiệt độ lò thay đổi hoặc lưu lượng khí thay đổi. Chất xơ bị vỡ có thể do các khuyết tật phôi, các hạt hoặc các vấn đề về độ căng. Đảm bảo Chất lượng lớp phủ và độ đồng tâm là rất quan trọng; lớp phủ lệch tâm gây ra tổn thất do uốn cong vi mô. Bong bóng hoặc độ bám dính kém cũng là vấn đề.

Lò, Môi trường và Cơ học

Độ ổn định của lò là chìa khóa; các thành phần than chì có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao (trên 600-800°C nếu không được bảo vệ hoàn toàn bằng argon), có khả năng làm nhiễm bẩn sợi. Ô nhiễm môi trường (bụi) đòi hỏi các quy trình phòng sạch nghiêm ngặt và lọc HEPA. Cách ly rung động là rất quan trọng; các tòa tháp thường cần có nền móng đặc biệt để cách ly chúng khỏi các rung động của tòa nhà hoặc mặt đất. Quản lý khí (dòng chảy argon) phải chính xác.

Các yếu tố hoạt động

Xử lý sự thay đổi của phôi có nghĩa là mỗi phôi mới có thể cần phải căn chỉnh lại một chút, hiệu chỉnh lại tốc độ hoặc nhiệt độ. Hiệu chuẩn thiết bị phải được bảo trì cẩn thận cho tất cả các thiết bị đo lường để đảm bảo độ chính xác. Tốc độ vận hành cao làm tăng thêm tất cả những thách thức này.

Để giải quyết những vấn đề này cần có thiết bị tốt, quy trình nghiêm ngặt và nhân sự có tay nghề cao – cốt lõi trong các giải pháp của HONGKAI.

Phần kết luận

Tháp kéo sợi, một hệ thống phức tạp và chính xác, là trung tâm của sản xuất sợi quang. Việc nắm vững các thành phần và hoạt động của nó là điều cần thiết để có được cáp truyền thông chất lượng cao và đáng tin cậy.