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article technique
EuroWire – Janvier 2009
Le défi consistait à créer une pression
adéquate à l’intérieur de l’unité de
revêtement pour sceller l’entrée de la filière
tout en maintenant des niveaux de tension
de la fibre acceptables. Pour démontrer les
performances de la ligne, des encres de
la série DSM Desotech Cablelite® 751 et
DX-1000 ont été utilisées avec différents
paramètres opérationnels. Les résultats
ont été ensuite comparés aux modèles
théoriques. Les tensions de la filière, de
l’enrouleur de la fibre ou rétroactives et
les tensions totales ou maximales sont
représentées à la
Figure 3
pour la moyenne
des encres 751 et DX-1000.
Il faut remarquer que les tensions de la
filière ne subissent aucune augmentation
significative au rythme de l’augmentation
de la vitesse. Cela est dû à la fluidification
par cisaillement (
shear thinning)
et à la
chaleur de cisaillement (
shear heating)
du
polymère à hautes vitesses.
À remarquer également que la série
DX-1000 est traitée à des tensions
légèrement supérieures du fait d’une
majeure viscosité (comme illustré à la
Figure 4
) qui fournit une bonne stabilité
en réduisant la sédimentation durant le
stockage et entre un cycle de production et
l’autre. Le modèle d’Arrhenius a été utilisé
pour adapter les données de la viscosité.
Remarquons
que
les
températures
d’exploitation supérieures à 10-15°C
pour les encres DX-1000 produisent des
viscosités similaires à celles des
encres 751.
Des
fibres
optiques
ont
été colorées durant le test
haute vitesse pour consentir
d’effectuer des mesures de
l’atténuation à 1310nm et
1550nm. Les augmentations
de l’atténuation sont résultées
inférieures à 0,01dB/km à
3000m/min. pour les encres
751 et DX-1000.
Un modèle du flux de la filière
monodimensionnel a été créé
pour permettre l’optimisation
des dimensions intérieures de la filière.
Le modèle assume un flux Newtonien
dans toute section transversale donnée,
mais permet de varier la viscosité en
fonction de la variation du taux de
cisaillement moyen dans la même section.
Un modèle Carreau-Yasuda associé à
l’équation d’Arrhenius a été utilisé pour
définir la viscosité en fonction de la
température et du taux de cisaillement.
Ensuite, la tension de la fibre et la pression
à l’intérieur de la filière ont été calculées
(comme illustré à la
Figure 5
), pour
certaines valeurs spécifiques de diamètre
de la fibre colorée, de vitesse de la ligne et
de la température.
Remarquer l’accumulation de tension
supplémentaire à l’intérieur de la matrice
de sortie avec l’accélération de l’acrylate
de la part de la fibre et la génération de
haute pression, entraînant la formation
de forces de centrage pour assurer un
revêtement uniforme.
La longueur du distributeur était inférieure
à celle utilisée dans le revêtement de la
fibre, mais supérieure à celle utilisée dans
une filière de coloration conventionnelle
pour augmenter la recirculation de l’encre,
l’uniformité de la température et pour
créer une tension modérée de la fibre
aux vitesses élevées. La tension maximale
de 1,7N à 3000m/min. expose la fibre
seulement à une sollicitation de 0,14GPa
[20kpsi], équivalent à 20% des
niveaux de 0,69GPa [100kpsi]
obtenus durant les essais
démonstratifs.
Cette tension modérée réduit
au minimum l’amplitude des
vibrations de la fibre au sein
du système de lampes UV. En
outre, la conception simple
facilite le nettoyage de la filière
et l’enfilage.
2.2 Polymérisation aux
rayons UV
L’étude porte sur le contrôle
de l’atmosphère inerte et sur la
recherche d’un système de lampes pour
polymérisation UV efficace et puissant.
Le nouveau système d’alimentation
électronique Light Hammer® 10 de Fusion
UV Systems fournit une puissance variable
de courant continu constante de 35% à
100%, et offre une longévité supérieure
du magnétron et des lampes ainsi qu’une
réduction significative du poids du
système d’alimentation en facilitant ainsi
l’entretien.
Des instruments sont utilisés pour mesurer
le flux de l’azote, le niveau de l’oxygène et
l’intensité des rayons ultraviolets à travers
le tube central, pour signaler la nécessité
de remplacer ce dernier et assurer une
polymérisation correcte.
À 3000m/min., trois lampes de 600W/
pouce et d’une longueur de 10 pouces
avec des ampoules de type D ont été
utilisées pour obtenir une profondeur de
polymérisation optimale.
En option, l’on peut remplacer un bulbe
D avec un bulbe H pour améliorer la
polymérisation superficielle.
L’utilisation de trois lampes séparées
permet également d’obtenir un niveau de
puissance des rayons ultraviolets allant
de 10 à 1 durant la phase d’accélération
pour atteindre la dose de UV requise à une
vitesse spécifique.
Figure 3
▲
▲
:
Tension par rapport à la vitesse durant la coloration
Figure 4
▲
▲
:
Comparaison des viscosités des encres
Figure 5
▼
▼
:
Caractéristiques de la filière
Figure 6
▼
▼
:
Percent Cure via FTIR vs Relative Dose
Tensions maximales
Tensions de la filière
Rétroaction
Viscosité relative
Température °C
Tension effective
de la filière
Sortie filière
filière
Collecteur
Position axiale relative
Moyenne % RAU
Dose relative/Unité de longueur
Entrée filière
Pour bandes
Pour tubes Loose
Tensions de la filière-[N]