浅谈光纤二次套塑工艺的几项关键控制点

        摘要：二次套塑在光缆制造流程中非常重要，与光缆的各项性能指标密切相关。本文介绍了二次套塑工艺的几项关键控制点。
关键词：光纤；二次套塑；工艺控制

 浅谈光纤二次套塑工艺的几项关键控制点
■富通集团有限公司     陈曲
■杭州富通通信技术股份有限公司    王逵

前言
光纤松套结构的光缆是整个光通信建设中主要使用的光缆，占比达98%以上，主要是由于松套结构的光缆能够提供良好的拉伸性能和温度性能，满足了光缆最重要的两个指标，分别是光缆的机械性能和环境性能，因此光纤的二次套塑是所有光缆制造中不可缺少，且至关重要的一道工序。

一、光纤二次套塑工艺介绍

光纤松套工艺流程就是把不同颜色光纤集束后填充纤膏进入到PBT挤制的圆管中，一般称为光纤的二次套塑工艺（如图1）。

 
图1 松套光纤结构
松套结构显著的特点在于光纤受到了纤膏的保护，并在PBT管内有自由移动的空间，所以在生产过程中能方便的调整光纤的余长，一般情况下通过调整张力、水温进行控制。
二次套塑工艺最重要的三个控制点：
a) 光纤的余长控制。
b) 套管的结构尺寸控制。
c) 纤膏的填充是否饱满。
当然光纤的传输特性良好也是最基本的要求，图2就是典型的二次套塑生产线。

图2 典型的光纤二次套塑工艺设备流程图

二、 收放线张力

1、 光纤放线张力
放线张力很大程度影响光纤余长的形成，所以我们要求光纤放线张力要稳定可调，无论是在高速、低速还是在升降速过程中，都要求每个光纤放线架的放线张力一致平稳。如果张力越大，光纤被拉伸的情况就愈大，光纤越向束管内侧靠近，得到的正余长就会越小，反之张力越小，正余长越大。张力也不宜过大，否则将会影响光纤的传输性能和寿命。张力越小，放线不稳极易引起光纤的抖动，进而会导致套管的直径不均匀。
所以光纤的放线张力要经常进行校准，我们可以通过静态测量，也就是通过弹簧秤或静态张力仪进行测试，有条件的话还可以购买动态张力仪进行测量，对比静态和动态两种情况下的差异。根据不同设备和厂家的工艺，光纤的放线张力在60g-120g之间为宜。
2、湿牵引和辅助牵引之间的张力
此张力是施加在湿牵引与辅牵引之间的套管上,这一段的套管正处于冷水槽（一般为20摄氏度）收缩，因此该张力对套管的弹性拉伸可抵制套管的收缩，张力越大,对正在冷收缩的套管的拉伸也越大,所得到的余长就越小，反之余长也就越大。
3、 收线张力
张力越大,对套管的拉伸也越大,所得到的余长就越小，反之余长也就越大，收线张力会抑制套管在后续的后收缩。

三、湿牵引

湿牵引在二次套塑中的至关重要，影响到光纤松套管的结构尺寸、余长，如果湿牵引与减速机直径存在间隙，在运行过程中牵引会出现短暂的停顿，使套管起包或一小段直径突然变小或变大。所以牵引轮与减速机之间的要经常保养，一旦出现间歇应该立即进行维修。
时常我们会发现，不带套管低速和高速检查拨线板和牵引轮之间的间歇合适，且无摩擦情况，为什么当有套管或者穿纤后，会出现拨线板摩擦牵引轮表面呢？通过分析发现，牵引轮在转动的过程中拨线板会以F1推着套管往外侧移动（如图3），拨线板同样会受到反方向的F2，如果牵引轮表面不光滑，且拨线板的基座强度不够，F1就越大，拨线板就会绕基座旋转，并接触到牵引轮，从而会引起摩擦牵引轮表面，导致牵引力表面磨损。所以牵引轮的表面必须要平整光滑，拨线板的基座尽量牢固。

图3 牵引轮

四、中心位置

二次套塑的中心位置影响各个方面，如果中心位置不好，光纤摩擦挤塑模具,不但会引起光纤表面擦伤，还会导致套管鼓包，外径不均匀。
生产线在安装的时候必须调整好中心位置，所有的位置应该与挤塑机头保持一致水平，因为一般的挤塑机安装后无法调整挤塑机的位置。后期如果发现光纤放线到湿牵引之间的中心位置发生了偏移，则需要调整放线架和模具的位置。
调整束管的中心位置需要注意就是“四点一线”，所谓的四点指的是：光纤放线点（如图4）；导纤针的入口点（如图5）；机头充油针出口点（如图6）；湿牵引拨线板限位点（如图7）。
 

图4光纤放线                    图5 光纤进入过纤针
 

图6挤出机头出口                 图7湿牵引拨线板限位点
只有这四个点都在一条直线上，才能保证光纤束平稳的进入到模具，能有效的降低光纤擦伤和光纤抖动，保证光纤余长的一致性和套管的外径均匀。
光纤到湿牵引和湿牵引到收线的中心位置应该错开一点距离，错开的距离为套管的直径与缠绕圈数的乘积。

五、模具配比

为保证套管壁厚和外径稳定，套管挤塑模具采用拉管式模具，模芯和模套的尺寸应严格计算，其中拉伸比，且其拉伸平衡，根据多年来的实践经验中心束管式光缆用套管拉伸比控制在9～12 ,层绞式光缆用套管的拉伸比控制在11～16为宜,拉伸平衡比可控制在0.95～1.15。
充油针与导纤针的配置会影响纤膏填充的稳定性,甚至会影响到余长稳定性。如果充油针孔径过小，光纤进入充油针时不顺畅，引起光纤放线不稳，且余长一致性较差；充油针孔径过大,纤膏面不稳定波动大，使纤膏填充不饱满，束管产生气泡，套管的外径不稳定。导纤针孔径过大,纤膏回流；导纤针孔径过小，容易损伤光纤。因此，在生产时应合理选择充油针和导纤针的孔径。