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EuroWire – Enera de 2009
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artículo técnico
Adelantos en la coloración de
fibra óptica a alta velocidad
Por Dr Harri Turunen, Timo Hietaranta, Jukka Mönkkönen, Dr Tim Dougherty, Nextrom (EE.UU.) Inc, Conover,
Carolina del Norte, EE.UU. y Nextrom OY, Vantaa, Finlandia
Resumen
Se ha desarrollado una línea de coloración/
revestimiento con el fin de mejorar la
productividad y ofrecer la flexibilidad
necesaria para realizar productos de calidad
de varios tipos. Este documento describe con
detalle el diseño de los componentes clave
de la línea que permiten obtener velocidades
de coloración de hasta 3000 m/min. Una
construcción mecánica y eléctrica robusta,
además de herramientas optimizadas,
un sistema de lámparas UV mejorado,
instrumentos de monitorización de los UV y
bobinas más grandes han permitido elaborar
fibras más largas y reducir los tiempos de
preparación de la línea. El resultado es una
mejora de productividad significativa.
1 Introducción
La industria de la fibra óptica se está
recobrando firmemente y es muy compe-
titiva. Esto ha llevado a un nuevo interés
por la productividad del proceso y a la
necesidad de equipos flexibles para fabricar
nuevos productos. En los últimos años, el
desarrollo de resinas de acrilato curadas con
UV más rápidamente ha permitido alcanzar
velocidades de línea más altas. Además,
el desarrollo de nuevos revestimientos
retardantes de la llama ha dado lugar
a una nueva generación de productos
de revestimiento de la fibra para cables
de interiores
[1] [2]
.
Este trabajo se centra en las mejoras de
productividad de los equipos de coloración/
revestimiento de fibra óptica. Se ha
desarrollado una nueva máquina para
obtener velocidades más altas, producir
tramos de fibra más largos y reducir los
tiempos de preparación con el fin de
ofrecer la flexibilidad necesaria para fabricar
productos de varios tipos con el máximo
rendimiento. La nueva línea está ilustrada
en la
Figura 1
. La línea consiste en un
desenrollador de bobinas de gran capacidad
en la parte inferior a la izquierda, un rodillo
regulador para el control de la velocidad de
desenrollado, una estación de revestimiento
en la parte central arriba, además de una
serie de lámparas UV de alta potencia debajo
de la unidad de revestimiento. El cabrestante
se encuentra en la parte baja a la derecha.
Luego, la fibra pasa a través de un rodillo
regulador y un “compensador de tensión”que
reduce los bucles que causan los escalones
del reflectómetro óptico en el dominio
en tiempo (OTDR), antes de ser enrollada
con precisión en una bobina de enrollado
transversal de gran capacidad.
Sepuede escoger entre sistemas de enrollado-
desenrollado de varias dimen- siones y se
puede añadir un sistema de marcación con
anillos. Entre otras opciones está el control
de la intensidad de la radiación ultravioleta
y dispositivos de medición de oxígeno
para asegurar un curado con UV adecuado
durante ciclos de producción largos. Se
han efectuado pruebas de coloración
en un prototipo de línea, ilustrado en la
Figura 2
como referencia. La diferencia
principal entre el prototipo y las líneas
comerciales ha sido la recolocación del
cabrestante en la parte inferior para obtener
el espacio necesario para instalar el sistema
de marcación con anillos opcional en la parte
superior.
2 Componentes
críticos de la línea
Para producir fibras coloreadas a alta
velocidad es necesario mejorar el diseño
de los componentes claves de la línea. Por
lo tanto, se han mejorado los sistemas de
desenrollado y enrollado, para permitir
instalar bobinas más grandes y pesadas, la
herramienta de revestimiento, para facilitar la
preparación de la línea y el enhebrado de la
fibra, y el sistema de accionamiento, con un
motor de precisión robusto y un sistema de
control. Un nuevo sistema de alimentación
más eficiente proporciona potencia variable
constante a las lámparas UV y asegura un
curado adecuado desde el arranque hasta los
3000m/min.
2.1 Diseño de la matriz
Se ha desarrollado y probado un nuevo
sistema de aplicación de tinta adecuado
para velocidades de funcionamiento de
hasta 3000m/min. El reto era generar la
presión adecuada dentro de la unidad de
revestimiento para sellar la entrada de
la matriz manteniendo al mismo tiempo
tensiones aceptables en la fibra.
Para demostrar las prestaciones de la línea
se han usado tintas de las series DSM
Desotech Cablelite® 751 y DX-1000 con
varios parámetros operativos. Luego, se han
comparado los resultados con los modelos
teóricos.
Las tensiones de la matriz, de desenrollado
de la fibra o de retrotracción, y las tensiones
totales y máximas están ilustradas en la
Figura 3
para el promedio de las tintas 751
y DX-1000. Nótese que las tensiones de la
matriz no aumentan significativamente
con la velo- cidad. Esto es debido al
comportamiento
pseudoplástico
(
shear
thinning
) y al calentamiento por cizallamiento
(
shear heating
) del polímero a altas
velocidades. Nótese también que la serie
DX-1000 ha sido elaborada con tensiones un
poco más altas. Esto se debe a su viscosidad
más alta como se ilustra en la
Figura 4
.
Figura 2
▲
▲
:
Prototipo de línea
Figura 1
▲
▲
:
OFC 52i