光纖涂覆機的應用十分普遍,光纖激光器、醫療光纖、光柵、陀螺儀、傳感等很多領域都必須用到它,作為光纖接續處理的最后一步,光纖涂覆效果的好壞對于恢復光纖的自有屬性有著重要意義。
要知道那個品牌的光纖涂覆機技術水平更佳 ,首先我們要知道如何判斷光纖的涂覆效果,它有哪些具體的表現?這里我們用一張圖來概括。
光纖涂覆效果怎么判斷,一張圖告訴你答案
光纖再涂覆效果核心要點有:模具與光纖同心(要求光纖自動吸附無抖動)。再涂覆外觀干凈,無氣泡、無飛邊、不“船扣”、無毛刺(注膠線性不外溢)。涂層溫度適中、彎曲度可調、涂層密度均勻。
事實上,對于普通的單模光纖,或者低功率光纖來講,光纖涂層的要求并不高,一般來講,滿足一定的涂層硬度,一定的彎曲能力,以及滿足全反射或者散光要求即可。但在高標準涂覆領域,比如一些大功率光纖、精密光柵以及特種光纖而言,涂層的要求就比較高了,除了一些基本的物理和光學特性外,尤其關注外觀毛刺、氣泡、涂覆密度、溫度表現等因素。
前些年,國產技術尚屬于空白,高標準涂覆應用較少,國外廠商并沒有作過多的研究,所以,很多用戶自主總結了一些經驗,有的說藤倉的好,有的說vytran的好,還總結出了鏡面、磨砂、瓷面等形容詞,這到底是什么原因呢?
要回答這個問題,我們回到問題的起點,就是光纖涂覆機的品牌排名,毫無疑問,處于第一梯隊的品牌是觸及到高標準涂覆領域的世界三大廠商:美國vytran、日本藤倉、中國濰坊華纖光電科技有限公司(國內第一家)。
光纖再涂覆旨在恢復其物理強度、韌性,并維持光學特性如全反射條件。需平衡剛性與韌性,對固化技術精度要求高。此外,還需滿足散熱、外觀、無毛刺、溫度適應性、物理強度及曲度等多維指標。在高標準涂覆領域,這些特性尤為重要。例如關于散熱,不同設備(如日本鏡面、美國磨砂、中國瓷面效果)的涂覆效果引發散熱討論。就此現象成因,我們對比中美日頂尖光纖涂覆機在高標準應用中的技術差異。
中美日三方光纖涂覆機主流技術差異化分析(高標準涂覆領域) | ||||
序號 | 分類 | 日本設備 | 美國設備 | 中國(濰坊華纖光電科技有限公司) |
1 | 涂層顏色 | 透亮(俗稱鏡面) | 發黃(俗稱磨砂) | 發白(俗稱瓷面) |
2 | 涂層發熱 | 穩定較高 | 較低 | 較低 |
3 | 固化燈 | LED | 鹵鎢燈(市場主要) | LED |
4 | 固化方式 | 低效率、冷光 | 低效率、高溫 | 高效率、中溫 |
5 | 固化效率 | 低效率。固化時間長,需幾十秒 | 低效率。固化時間更長,需幾十秒到上百秒 | 高效率。高折射一秒內,低折射3到10秒。 |
6 | 燈源與散熱 | LED、低功率。固化后表面透亮光滑,能看到核心層,散熱較差 | 鹵鎢燈,高熱固化。固化后顏色發黃,表面粗糙,散熱較好。 | LED、中高功率固化。固化后表面發白光潔,形成瓷面效果,散熱較好。 |
7 | 注膠表現 | 部分漫溢或者全部漫溢。 | 部分漫溢或者全部漫溢。 | 線性注膠,不漫溢。膠水沿著中心線流動。 |
直接表現為:注膠過程中,膠水漫溢到玻璃片上。 | 直接表現為:注膠過程中,膠水漫溢到玻璃片上。 | 直接表現為:注膠干凈,沿著中心槽流動 | ||
直接影響為:浪費膠水。 | 直接影響為:浪費膠水。 | |||
間接影響為涂層易變形或產生較多毛刺。其主要原因是,上下玻璃片未調平,扣合后中間有較大間隙,實質效果可以理解為上下兩個半圓中間夾了一個長方塊,好像兩條船對扣起來,俗稱雙船對扣,有毛刺或者飛邊。 | 間接影響為涂層易變形或產生較多毛刺。其主要原因是,上下玻璃片未調平,扣合后中間有較大間隙,實質效果可以理解為上下兩個半圓中間夾了一個長方塊,看起來好像橢圓,摸起來有棱角。毛刺或者飛邊。 | 直接效益有三點:節約膠水三分之一以上。對玻璃涂層的損傷也最小,玻璃壽命更長久。上下玻璃片完全調平,固化后形狀更圓潤,少毛刺。 | ||
8 | 固化后外觀表現對比 | 光照效率低,固化時間長,可能造成固化過程中膠水重力下沉,上下膠水密度不均勻,質量分布不均勻。固化后涂層上部少,下部多,形成橢圓,中心位偏上。尤其是邊緣地區嚴重,邊緣不整齊,拖尾長,影響溫度表現。 | 低效率鹵鎢燈固化,更低效率、高溫度。低效率,時間比日本設備更長,幾十秒甚至上百秒,可能產生膠水下沉、造成密度不均和分布上少下多以及邊緣拖尾的問題。 | 高效率LED固化。固化時間短,其分次固化,首次3秒內快速定型,之后采取中高溫照射的方式,讓膠水在短時間內即可固化,最大程度維持密度不變。 |
9 | 固化后溫度表現對比 | 鏡面效果,表層溫度較高。成因是低效率冷光固化,無烘烤效果。 | 高溫度,造成磨砂效果,涂層發黃,散熱較好。缺點是調教差,溢膠多,上下不平,涂層中間形成長方塊夾層,易產生飛邊及毛刺 | 瓷面效果,分兩次固化,一次快速定型,一次中高溫烘烤,形成瓷面效果,涂層發白,散熱較好。也能從固化技術上減少毛刺產生的概率。 |
10 | 其它 | 如需加強散熱表現,可適當延長固化時間,但缺點是可能造成涂層過硬容易斷裂或產生飛邊及毛刺。 | 美制設備當前已放棄鹵鎢燈方式,全部改為LED模式,具體效果需市場驗證 | 為了進一步滿足高功率光纖及功率光柵等的高標準要求。華纖光科持續改進,研發特種領域專用涂覆機 |
綜合比較來看,日美設備固化效率低,光照長,致膠水分布不均(上少下多),外觀變形,光學特性失真。日設備低溫固化,外觀如鏡面,但溫度表現較差;美設備采用鹵素燈高溫固化,磨砂效果,溫度表現較好,但目前美制儀器已全面放棄鹵素燈模式,改為LED模式,其效果尚無規模化驗證。
國產設備HXGK兼顧效率與溫度,分次固化+烘烤,瓷面效果佳,固化時間可調,滿足多樣需求。全球光纖接續、涂覆需求集中中國,國產設備能快速響應市場,迭代升級以符合新一代技術要求。
所以,綜合看全球光纖涂覆機品牌,位于第一梯隊的廠商需滿足兩大核心標準:一、滿足全品類光纖涂覆能力。二、能完全自主生產所有配件,尤其是核心玻璃模組的能力。
玻璃模組自主研發生產能力是關鍵
滿足這個條件的全球有三家:中國-濰坊華纖光電科技有限公司,其型號全、分類細致,基本涵蓋了所有品類光纖和大部分應用場景,且專用性更強,客戶選擇的時候可針對性選擇適合自己的設備;接下來是美國-vytran和日本-藤倉,老牌廠商,型號較少,客戶選擇的時候,需特別指出要其調教較好的設備。
除此之外,位于第二梯隊的涂覆機品牌有瑞典嘉科、臺灣科森達等小眾品牌,以及國內雨后春筍一般出現的一些品牌,如銳芯光纖儀器儀表、巨合等,主要生產常規光纖涂覆機,適用于單模光纖及低功率應用場景,價格較低,對于光纖傳感等低標準涂覆要求的用戶可以選擇。
那么,如何簡單又快速地選用適合自己的光纖涂覆機呢,濰坊華纖光電科技研發總監嚴由慧總結了關于選用光纖涂覆機的6個金標準:
HXGK光纖涂覆機
金標準①:模具與光纖同心,要求光纖放置時候可以自動吸附,避免抖動。
金標準②:再涂覆外觀干凈,無氣泡、無飛邊,無毛刺,要求涂覆機注膠線性不外溢。
金標準③:涂層圓潤不“船扣”,要求玻璃模組扣合嚴密,不留間隙。
金標準④:涂層溫度適中,要求涂層散熱好。
金標準⑤:彎曲度可調,要求固化調節精度高,可以滿足硬度和曲度的增減轉換。
金標準⑥:涂層密度均勻,要求固化效率高,避免時間過久造成涂層變形。
審核編輯 黃宇
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