A เครื่องเคลือบรอง เป็นอุปกรณ์อุตสาหกรรมเฉพาะชิ้นที่ใช้ในกระบวนการผลิตสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเพื่อใช้ชั้นโพลีเมอร์ป้องกันที่เรียกว่าการเคลือบทุติยภูมิหรือท่อหลวม บนเส้นใยนำแสงหรือริบบอนไฟเบอร์ ชั้นนี้จะปกป้องเส้นใยแก้วที่ละเอียดอ่อนจากความเครียดทางกล ความชื้น และความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้เป็นหนึ่งในขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการผลิตสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่เชื่อถือได้ กล่าวโดยสรุป เครื่องเคลือบรองจะเปลี่ยนเส้นใยเปลือยที่เปราะบางให้เป็นส่วนประกอบสายเคเบิลที่ทนทานและปรับใช้ได้ พร้อมสำหรับการหุ้มแจ็คเก็ตและการติดตั้งเพิ่มเติม
นอกเหนือจากการป้องกันที่เรียบง่าย กระบวนการเคลือบขั้นที่สองยังควบคุมเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อบัฟเฟอร์ ความหนาของผนัง และความหนาแน่นของการเติมเจลได้อย่างแม่นยำ ซึ่งทั้งหมดนี้ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการส่งผ่านแสงของสายเคเบิลและความทนทานในระยะยาวในภาคสนาม
ในสายการผลิตสายเคเบิลใยแก้วนำแสงทั่วไป ใยแก้วนำแสงเปลือยจะต้องผ่านการเคลือบผิวขั้นแรก (เคลือบอะคริเลตบนกระจกโดยตรง) จากนั้นจึงเข้าสู่ขั้นตอนการเคลือบขั้นที่สอง เครื่องเคลือบทุติยภูมิจะรีดวัสดุเทอร์โมพลาสติก ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็น PBT (polybutylene terephthalate), PP (polypropylene) หรือ HDPE (polyethylene ความหนาแน่นสูง) รอบ ๆ เส้นใยตั้งแต่หนึ่งเส้นขึ้นไปเพื่อสร้างหลอดบัฟเฟอร์
โดยทั่วไปกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการดำเนินการพร้อมกันสามรายการ:
ผลลัพธ์ที่ได้คือบัฟเฟอร์แบบท่อหลวม ซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ใช้ในการออกแบบสายเคเบิลไฟเบอร์แบบควั่น แบบ slotted-core และแบบริบบิ้นที่ใช้ในเครือข่ายโทรคมนาคมทั่วโลก
ความสมบูรณ์ทางโครงสร้างของเครื่องเคลือบรองเป็นพื้นฐานของการผลิตที่มีความแม่นยำ โดยทั่วไปโครงเครื่องจักรจะถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้การเชื่อมแผ่นเหล็ก A3 แรงดึงสูงรวมกับการแปรรูปเหล็กโครงสร้าง (เหล็กชนิด) ทำให้มั่นใจได้ว่าแพลตฟอร์มทั้งหมดยังคงความแข็งแกร่งและปราศจากการสั่นสะเทือนแม้ในระหว่างการทำงานต่อเนื่องด้วยความเร็วสูง
เหล็ก A3 (เทียบเท่ากับ Q235 ในมาตรฐานจีน) มีความสามารถในการเชื่อมที่ดีเยี่ยม มีความต้านทานแรงดึงปานกลาง (โดยทั่วไปคือ 370–500 MPa) และความเหนียวที่ดี ทำให้เป็นวัสดุฐานในอุดมคติสำหรับโครงเครื่องจักรอุตสาหกรรมหนัก โครงที่เชื่อมและกลึงจะต้านทานการงอและการเสียรูปจากความร้อน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรักษาพิกัดความเผื่อในการจัดตำแหน่งที่แน่นถึง ±0.01 มม. ตลอดทั้งระบบแม่พิมพ์อัดขึ้นรูปและระบบรางระบายความร้อน
การออกแบบเฟรมที่แข็งแกร่งยังรองรับน้ำหนักและการสั่นสะเทือนของ:
ลักษณะทางโครงสร้างที่กำหนดอย่างหนึ่งของเครื่องเคลือบทุติยภูมิคือโครงร่างการเคลือบสองชั้น ในการตั้งค่ามาตรฐาน การเคลือบผิวหน้าจะอยู่ที่ด้านหน้าของเครื่อง และการเคลือบด้านล่างจะอยู่ที่ด้านหลัง การจัดเรียงนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการเคลือบจะถูกนำไปใช้ตามลำดับชั้นที่แม่นยำ ซึ่งจะสร้างผนังท่อบัฟเฟอร์อย่างสม่ำเสมอและไม่มีการหลุดล่อน
การเคลือบผิวจะสร้างพื้นผิวด้านในของท่อบัฟเฟอร์ที่สัมผัสกับเส้นใยแก้วนำแสงหรือสารประกอบเติมเจล ชั้นนี้จะต้องเฉื่อยทางเคมีกับเจลเติมทิโซทรอปิก และจะต้องไม่ทำให้เกิดความเครียดแบบไมโครดัดบนเส้นใย วัสดุเช่น PBT มักใช้ที่นี่เนื่องจากมีอัตราการหดตัวต่ำและความเสถียรของขนาดที่ดีเยี่ยม โดยทั่วไปแล้ว PBT จะแสดงการหดตัวเชิงเส้นน้อยกว่า 0.5% หลังจากการระบายความร้อน ซึ่งจำเป็นสำหรับการรักษาความยาวเส้นใยส่วนเกิน (EFL) ภายในท่อที่ต้องการ
การเคลือบด้านล่างจะสร้างผนังป้องกันด้านนอกของท่อบัฟเฟอร์และให้คุณสมบัติทางกลที่จำเป็นสำหรับการพันสายเคเบิลและการติดตั้ง ชั้นนี้อาจใช้วัสดุเทอร์โมพลาสติกชนิดเดียวกันหรือเข้ากันได้ และต้องประสานเข้ากับการเคลือบผิวหน้าได้อย่างราบรื่น ความหนาของผนังของการเคลือบด้านล่างได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำ — โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.3 มม. ถึง 0.9 มม. — ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการออกแบบสายเคเบิลและสภาพแวดล้อมการใช้งานที่ต้องการ (เช่น ทางอากาศ การฝังโดยตรง หรือการติดตั้งท่อ)
การจัดเรียงชั้นเคลือบสองชั้นจากด้านหน้าไปด้านหลังช่วยให้หัวเครื่องอัดรีดแต่ละหัวสามารถปรับแยกกันได้ในแง่ของอุณหภูมิ ความดันหลอมเหลว และปริมาณงานของวัสดุ ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถควบคุมรูปทรงของท่อและสมรรถนะทางกลได้อย่างละเอียด
สายการเคลือบทุติยภูมิที่สมบูรณ์ประกอบด้วยระบบย่อยแบบรวมหลายระบบ การทำความเข้าใจส่วนประกอบแต่ละส่วนช่วยให้ผู้ผลิตเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้อย่างเหมาะสม
| ส่วนประกอบ | ฟังก์ชั่น | พารามิเตอร์ที่สำคัญ |
|---|---|---|
| หน่วยจ่ายไฟเบอร์ | จ่ายเส้นใยแต่ละเส้นภายใต้การควบคุมแรงตึง | แรงดึง: 30–80 กรัมต่อเส้นใย |
| เครื่องอัดรีด (เคลือบหน้า) | ละลายและส่งวัสดุยางใน | อุณหภูมิลำกล้อง: 200–280°C |
| เครื่องอัดรีด (เคลือบด้านล่าง) | ละลายและส่งวัสดุผนังท่อด้านนอก | ความเร็วของสกรู: 10–120 RPM |
| ระบบเติมเจล | ฉีดสารปิดกั้นน้ำเข้าไปในแกนท่อ | อัตราการบรรจุ: ซิงโครไนซ์กับความเร็วของเส้น |
| หัวแม่พิมพ์อัดขึ้นรูป | ขึ้นรูปวัสดุที่หลอมเหลวรอบๆ เส้นใยให้เป็นรูปท่อ | ความทนทานต่อ OD ของแม่พิมพ์: ±0.02 มม |
| รางระบายความร้อน | ทำให้ท่ออัดแข็งตัวด้วยการระบายความร้อนด้วยน้ำแบบควบคุม | อุณหภูมิน้ำ: 15–40°C (ควบคุมโซน) |
| กว้าน / ลากออก | ดึง สายยาง ด้วยความเร็วสม่ำเสมอเพื่อควบคุมขนาด | ความเร็วของสาย: สูงถึง 300 ม./นาที |
| เกจวัดค่า OD | การตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางท่อแบบไม่สัมผัสแบบเรียลไทม์ | ความแม่นยำ: ±0.001 มม |
| หน่วย Takeup / Winding | ลมเสร็จสิ้นการพันท่อที่หลวมไว้บนแกนม้วนเพื่อจัดเก็บ | ความจุสปูล: 2–25 กม |
เครื่องจักรที่ทันสมัยยังรวมเอา ระบบควบคุมด้วย PLC ที่ประสานระบบย่อยทั้งหมดแบบเรียลไทม์ ช่วยให้สามารถป้อนกลับแบบวงปิดระหว่างการอ่านเกจ OD และความเร็วของสกรูเครื่องอัดรีดหรือความเร็วของฝาครอบ เพื่อรักษาระดับความคลาดเคลื่อนของมิติโดยอัตโนมัติตลอดการดำเนินการผลิต
เครื่องเคลือบรองมีความสามารถแตกต่างกันไปอย่างมาก ขึ้นอยู่กับการใช้งานที่ต้องการและปริมาณการผลิต ด้านล่างนี้คือพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่เป็นตัวแทนสำหรับเครื่องจักรที่มีความจุปานกลางถึงสูงที่ใช้ในโรงงานเคเบิลใยแก้วนำแสงเชิงพาณิชย์:
ความยาวเส้นใยส่วนเกิน (EFL) ภายในท่อ ซึ่งเป็นพารามิเตอร์สำคัญที่กำหนดว่าสายเคเบิลจะรับภาระแรงดึงโดยไม่ทำให้เส้นใยตึงได้ดีเพียงใด โดยทั่วไปจะตั้งค่าไว้ระหว่าง 0.2% และ 0.5% และถูกควบคุมโดยอัตราส่วนของความเร็วในการจ่ายไฟเบอร์ต่อความเร็วของสายกว้าน
การออกแบบสายเคเบิลที่แตกต่างกันจำเป็นต้องมีการกำหนดค่าเครื่องเคลือบรองที่แตกต่างกัน สามประเภทหลักคือ:
ผลิตหลอดบัฟเฟอร์ได้ครั้งละหนึ่งหลอด และเหมาะสำหรับการดำเนินการผลิตขนาดเล็กหรือประเภทสายเคเบิลพิเศษ เครื่องจักรเหล่านี้ใช้งานและบำรุงรักษาได้ง่ายกว่า โดยโดยทั่วไปแล้วต้นทุนการลงทุนจะอยู่ระหว่าง 80,000 ถึง 200,000 เหรียญสหรัฐสำหรับสายการผลิตทั้งหมด
สามารถผลิตหลายหลอดพร้อมกันในแบบคู่ขนาน ช่วยเพิ่มปริมาณงานได้อย่างมาก ผู้ผลิตสายเคเบิลปริมาณมากที่ใช้งานเส้นใยหลายล้านกิโลเมตรต่อปีมักจะพึ่งพาสายการผลิตแบบหลายท่อเพื่อให้บรรลุเป้าหมายการผลิตโดยไม่ต้องปรับขนาดพื้นที่หรือแรงงานตามสัดส่วน
ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อเคลือบกองเส้นใยริบบอนแบน (ริบบอนไฟเบอร์ 4, 8 หรือ 12 เส้น) แทนที่จะเคลือบเส้นใยแบบหลวมๆ หัวดายและระบบทำความเย็นได้รับการปรับเปลี่ยนเพื่อรองรับโปรไฟล์แบนของริบบอน และการควบคุม EFL มีความสำคัญอย่างยิ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อหลีกเลี่ยงการโก่งงอของริบบัวหรือความเครียดของเส้นใยภายในท่อ
การทำความเข้าใจกระบวนการผลิตช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานแก้ไขปัญหาด้านคุณภาพและเพิ่มประสิทธิภาพการตั้งค่าเครื่องจักรได้ ต่อไปนี้เป็นลำดับมาตรฐานสำหรับการเคลือบขั้นที่สองโดยทั่วไป:
คุณภาพในการเคลือบทุติยภูมิวัดจากทั้งมาตรฐานมิติและมาตรฐานประสิทธิภาพการมองเห็น พารามิเตอร์คุณภาพที่สำคัญ ได้แก่ เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD) เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID) ความเยื้องศูนย์ของความหนาของผนัง ระดับการเติมเจล และ EFL สิ่งเหล่านี้ต้องเป็นไปตามมาตรฐานสากล เช่น IEC 60794-1 และ ITU-T G.652 สำหรับสายเคเบิลสำเร็จรูป
ข้อบกพร่องด้านคุณภาพที่พบบ่อยและสาเหตุที่แท้จริง ได้แก่:
ท่อที่ทำเสร็จแล้วจะถูกสุ่มตัวอย่างเป็นประจำเพื่อดูความต้านทานแรงดึง (โดยทั่วไปจะทดสอบที่ขั้นต่ำ 100 นิวตัน/100 มม.) ความต้านทานการกระแทก และการตรวจสอบการลดทอนด้วยแสงที่ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตรและ 1550 นาโนเมตร
เครื่องเคลือบรอง เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตสายเคเบิลใยแก้วนำแสงแทบทุกชนิดที่ใช้ในโครงสร้างพื้นฐานโทรคมนาคมสมัยใหม่ พื้นที่การใช้งานที่สำคัญ ได้แก่ :
การใช้งานเคเบิลใยแก้วนำแสงทั่วโลกยังคงขยายตัวอย่างรวดเร็ว โดยได้รับแรงหนุนจากการเปิดตัว 5G การสร้างศูนย์ข้อมูลระดับไฮเปอร์สเกล และความคิดริเริ่มบรอดแบนด์ระดับชาติ นักวิเคราะห์อุตสาหกรรมคาดการณ์ว่าตลาดเคเบิลใยแก้วนำแสงทั่วโลกจะเกิน 2 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2570 ซึ่งขับเคลื่อนความต้องการโดยตรงสำหรับอุปกรณ์การเคลือบทุติยภูมิขั้นสูงที่มีปริมาณงานสูงและคุณภาพสม่ำเสมอ
การบำรุงรักษาเครื่องเคลือบขั้นที่สองอย่างเหมาะสมช่วยให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์อย่างสม่ำเสมอและเพิ่มเวลาทำงานของเครื่องจักรให้สูงสุด แนวทางปฏิบัติในการบำรุงรักษาที่สำคัญ ได้แก่ :
ผู้ปฏิบัติงานควรดำเนินการตรวจสอบกระบวนการทั้งหมดทุกครั้งที่ล็อตวัตถุดิบมีการเปลี่ยนแปลง เนื่องจากความหนืดของเม็ด PBT (MFI - Melt Flow Index) มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ก็อาจจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนโปรไฟล์อุณหภูมิและความเร็วของสกรูเพื่อรักษาความเสถียรของขนาดท่อ
ติดต่อเรา