Herstellungsprozess von Glasfasern: Fertigung, Ziehen und Qualitätskontrolle

Die Herstellung von Glasfasern beginnt mit der Fertigung eines Glasrohlings. Hochreine, siliziumdioxidbasierte Materialien werden zu einem mehrschichtigen Glaszylinder, dem sogenannten Rohling, kombiniert. Dieser Rohling besteht aus konzentrischen Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes, die die optischen Eigenschaften der fertigen Faser bestimmen.

Zur Herstellung der Vorformlinge werden verschiedene Fertigungsverfahren eingesetzt, darunter OVD, VAD und verwandte Prozesse. Das Ziel ist stets dasselbe: der fertigen Glasfaser optimale optische und mechanische Eigenschaften zu verleihen.

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Von der Vorform bis zur fertigen Glasfaser

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Nach der Herstellung wird der Vorformling oben in einen Ziehturm eingesetzt. Das untere Ende des Vorformlings wird auf Temperaturen über 2000 °C erhitzt, bis das Glas weich wird und einen Tropfen bildet. Dieser Tropfen wird kontinuierlich nach unten gezogen, um eine Glasfaser mit präzise kontrolliertem Durchmesser zu erzeugen.

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Beim Ziehprozess wird die blanke Faser vor dem Aufbringen der Schutzschichten gekühlt. Beschichtungsmaterialien wie Acrylat oder Polyimid schützen die Faser und verbessern ihre mechanischen Eigenschaften. Eine präzise Temperaturkontrolle ist unerlässlich, um eine gleichbleibende Beschichtungsqualität zu gewährleisten.

Eine am Fuß des Ziehturms befindliche Spillwinde zieht und wickelt die Faser kontinuierlich. Die Ziehgeschwindigkeiten variieren je nach Fasertyp und Produktionsanforderungen und können in modernen Produktionsanlagen für Telekommunikationsfasern 3.000 m/min überschreiten.

Eine präzise Steuerung von Ziehgeschwindigkeit, Ausrichtung und Spannung ist unerlässlich, um die Fasergeometrie beizubehalten und eine optimale optische Leistung zu gewährleisten.

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Warum die Durchmesserkontrolle bei der Herstellung von Glasfasern so wichtig ist

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Die Einhaltung eines gleichbleibenden Faserdurchmessers ist unerlässlich, um die optische Leistungsfähigkeit und die Einhaltung von Industriestandards zu gewährleisten. Selbst Durchmesserabweichungen von nur wenigen Mikrometern können die mechanischen Eigenschaften, die Dämpfungswerte und die Langzeitstabilität beeinträchtigen.

Aus diesem Grund werden kontinuierliche Durchmessermesssysteme im gesamten Faserziehprozess häufig eingesetzt. Diese Systeme helfen Herstellern, enge Toleranzen einzuhalten, Prozessabweichungen in Echtzeit zu erkennen und eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten.

Mehrere im gesamten Ziehturm installierte Messgeräte überwachen kontinuierlich die Faserabmessungen, die Ausrichtung und die Prozessstabilität. Die erfassten Daten unterstützen die Prozesssteuerung und Qualitätssicherung während der gesamten Produktion.

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Prüfung und Klassifizierung von optischen Fasern

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Nach Abschluss der Produktion wird die Glasfaser auf große Spulen gewickelt und einer Reihe mechanischer und optischer Prüfungen unterzogen. Diese Prüfungen dienen der Überprüfung der Einhaltung der Kundenanforderungen und Branchenspezifikationen.

Optische Fasern werden anschließend nach ihren vorgesehenen Anwendungen klassifiziert, darunter Singlemode- und Multimode-Fasertechnologien. Abschließende Prüfungen stellen sicher, dass Durchmesser, Geometrie und optische Leistung vor der Auslieferung den erforderlichen Standards entsprechen.

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Die Vorteile der Prozesssteuerung in der Glasfaserproduktion

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• Gleichmäßigen Faserdurchmesser und -geometrie sicherstellen

• Optische Leistung und Übertragungsqualität aufrechterhalten

• Produktionsabweichungen in Echtzeit erkennen

• Reduzierung von Ausschuss und Produktionsverlusten

• Unterstützung der Herstellung von Hochgeschwindigkeits-Glasfasern

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