POLIMENTO DE FIBRA MECÂNICA

POLIMENTO DE FIBRA MECÂNICA

Os conectores desempenham um papel fundamental nas comunicações por fibra ótica. O acabamento da face final de um conector polido determina a qualidade de sua transmissão de ondas de luz. Conseqüentemente, todos os conectores polidos usados para comunicações são obrigados a cumprir um conjunto estrito de padrões e especificações. Algumas pessoas no campo pensam que os níveis mais altos de desempenho foram alcançados, enquanto outros acreditam que há espaço para melhorias. A força de trabalho desenvolvida para esse campo é composta por técnicos cujas ferramentas evoluíram de dispositivos manuais para máquinas de precisão. Essas máquinas, combinadas com uma força de trabalho experiente, estão criando o caminho para a comunicação global.

Inicialmente, o polimento de conectores era uma tarefa manual executada por um único operador. Depois de alguns anos de crescimento, a linha de montagem da produção tradicional estava se firmando. Os fabricantes de montagem de cabos em larga escala (“Jumper Houses”) tinham dezenas de pessoas, cada uma polindo um conector de cada vez (e, até hoje, o polimento manual continua desempenhando um papel). Embora o polimento manual possa ser prático para algumas aplicações, é muito impraticável para o polimento de alto volume ou para o atendimento eficiente e repetível de especificações rígidas. A alternativa, polimento mecânico, é um método econômico, que produz grandes volumes de conectores cujos níveis de desempenho atendem ou excedem os padrões da indústria. Uma máquina que utiliza um movimento de polimento específico e é testada quanto à conformidade com os padrões da indústria produzirá conectores de qualidade com alto nível de consistência de lote para lote.

A MÁQUINA DE POLIMENTO

Quando é hora de comprar uma polidora mecânica, há várias perguntas que devem ser feitas:
1. As funções operacionais são simples de usar?
2. A unidade oferece fácil permutabilidade de conectores?
3. É fácil acessar as chapas de polimento?
4. Existe um recurso de ajuste de pressão?
5. O movimento de polimento ataca igualmente os conectores de todos os lados?
6. A máquina pode realizar polimentos angulares?
7. O fabricante tem a capacidade de fornecer fixação personalizada, se necessário?
8. Os resultados finais estão atendendo e / ou excedendo os padrões atuais de face final?

Um polidor de produção de qualidade responderá “sim” a todas essas perguntas.

Em detalhes, uma máquina de polimento de fibras terá:
1. Temporizador - um temporizador configurável permite que uma sequência programada pré-definida de técnicas de operações seja usada. O tempo provou ser crítico na obtenção de especificações de desempenho do conector. Um cronômetro deve ter configurações de tempo que variam de 0 a 60 segundos.

2. Dispositivo de ajuste de pressão - uma máquina de polir deve ter capacidade de carregamento de pressão ajustável. A pressão combinada com a dureza da superfície de polimento permitirá que a máquina produza a geometria necessária da face final dos conectores. Este dispositivo deve ter uma ferramenta de configuração que tenha claramente marcado divisões de medida.

3. A permutabilidade de suportes de conectores - suportes de conectores que podem ser removidos rápida e facilmente oferecem maior saída, menos tempo de inatividade e produção aprimorada. Uma máquina que oferece suportes para todos os tipos de conectores adiciona flexibilidade à produção.

4. Disponibilidade dos suportes do conector - Ao avaliar o equipamento, é importante considerar os suportes do conector disponíveis. É importante que o fabricante tenha suportes disponíveis para os conectores padrão usados em todo o mundo - SC, FC, ST - para configurações de PC e APC.

Além disso, o fabricante deve ter a capacidade de fornecer uma variedade de suportes de conectores além dos “padrões” usados - a versatilidade nessa área minimizará as oportunidades perdidas e maximizará a capacidade de atender às solicitações de clientes em potencial.

5. Placas de polimento removíveis - as placas de polimento transportam os filmes de polimento que atuam na face final do conector. Estes devem ser facilmente removidos e substituídos. Isso minimiza a contaminação, aumenta a saída do conector e maximiza a vida útil do filme de polimento.

6. Movimento de polimento - Um elemento essencial de um sistema de polimento de alta qualidade é o movimento da superfície que realiza o polimento. Se a ação de polimento não for equilibrada uniformemente por todos os lados, o desempenho do conector sofrerá e os custos aumentarão devido ao material rejeitado e ao desgaste excessivamente rápido das películas de polimento. Para obter resultados consistentes de alta qualidade, a máquina deve fornecer um movimento de polimento orbital - uma oscilação circular.

7. A máquina pode realizar polimento de ângulos - Embora novas técnicas de polimento, como MPC (Contato Físico Máximo), permitam que os conectores com acabamento em PC obtenham resultados de APC (Contato Físico em Ângulo), a necessidade de realizar polimento de ângulos é uma obrigação. O polimento de ângulo (normalmente polido a 8 °) é necessário quando são necessárias leituras de retrelação <>
Um polidor deve oferecer a opção de polir os conectores de forma plana, com acabamento para PC ou com acabamento APC. Máquinas diferentes não devem ser compradas para diferentes tipos de polidores. Um polidor de qualidade terá a capacidade de executar todos os tipos de polimento.

8. Uma 'receita' para atender aos padrões - os padrões para os conectores atuais são rigorosos. É importante que o fabricante da máquina forneça, juntamente com um bom manual de operações ilustrado, de preferência, “receitas” específicas de polimento para obter as especificações do conector (descritas na seção abaixo) - e que você tenha linhas de comunicação abertas com o fabricante para mantenha você atualizado nesta tecnologia em desenvolvimento.

CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO DE TERMINAL POLIDO PARA CONECTORES DE FIBRA ÓPTICA

No campo das comunicações, são necessários altos padrões para transmissão por telefone e padrões ainda mais altos para transmissão CATV - com o aparente movimento para os padrões mais altos sendo influenciado pela lógica do uso de linhas telefônicas para CATV. Os conectores monomodo são usados para garantir ótimos resultados - e esses ótimos resultados são uma função da qualidade das superfícies polidas das extremidades dos conectores - Especificamente, essas são as características mensuráveis de desempenho
que são controlados no polimento do conector. As características que uma máquina de polir deve fornecer são:
1. Retrorreflexão
2. Perda de inserção
3. Apex Offset
4. Raio de curvatura
5. Rebaixo / protuberância de fibra
6. Inspeção da face final do conector

1. Retrorreflexão
A reflexão traseira é a luz refletida de volta através da fibra em direção à fonte, que transmite a onda de luz. A reflexão da luz ocorre no ponto de contato de dois conectores quando eles são acoplados. Um alto nível de reflexão traseira causará problemas de transmissão para sistemas que dependem da velocidade e clareza de um sistema de fibra, uma vez que as altas taxas de dados desejadas podem encontrar erros de bit se o sinal estiver distorcido. O padrão atual de reflexão traseira do setor é <>

Os conectores são comumente referidos como PC, SPC, UPC e APC. Estes são os termos que descrevem as faces finais do conector e também se relacionam com a designação de reflexão traseira:

• PC (contato físico)
Uma descrição da face esférica em contato com a reflexão traseira Back value = –35db

• CEP (Super contato físico)
Uma descrição da face esférica em contato com a reflexão traseira Valor = –45db

• UPC (contato ultra-físico)
Uma descrição da face esférica em contato com a reflexão traseira Valor de retorno = <>

• APC (contato físico angular)
Uma descrição da face esférica angular em contato. O ângulo de escolha é 8 °. Esse ângulo desvia a reflexão de volta para <>

Um fabricante de cabos polidos pode ver qualquer um desses valores especificados, incluindo o "intermediário" comum de <-50db, mas="" o="" requisito="" crescente="" é="" upc=""><-55db), algo="" fortemente="" influenciado="" pelas="" necessidades="" de="" transmissão="">

2. PERDA DE INSERÇÃO

Perda de inserção é a quantidade de energia óptica perdida na interface de dois conectores. As más leituras de perda de inserção geralmente resultam de desalinhamento das fibras, separação entre as conexões (também conhecidas como 'folga de ar') e / ou a qualidade do acabamento na extremidade do conector.

A perda de inserção é uma função do equipamento de polimento e da técnica usada para realizar o polimento. Uma máquina que produz uma geometria ruim da face final quase sempre gera níveis inaceitáveis de perda. O padrão atualmente declarado para perda de inserção é <0,5db, mas="" o="" nível="" geralmente="" esperado,="" tornou-se=""><> Além das características de desempenho acima, existe uma geometria do produto especificada - especificada para garantir a confiabilidade e o desempenho adequado contínuo do conector sob condições adversas, como vibração e ciclagem de temperatura. Essas características dependem do alto nível de controle que um polidor mecânico fornece.

3. DESLOCAMENTO DO APEX

O termo Apex define o ponto mais alto da superfície esférica na extremidade do conector. O Apex Offset é a distância medida entre o centro da fibra e o ponto alto real de um conector polido.

Embora o Apex Offset descreva uma condição física da fibra polida, em vez de um parâmetro de desempenho, ele é considerado um critério de aceitação em si. Um deslocamento excessivo do ápice contribui para altas leituras de perda de inserção e alta reflexão traseira.

4. RAIO DE CURVATURA
Raio de curvatura é a medida da condição esférica da face final de um conector. O raio gerado na face final do conector afeta o desempenho do conector e, portanto, é especificado - o raio deve ser tal que, quando acoplado a outro conector, a maior parte da compressão que ocorre seja aplicada ao material que envolve a fibra (também conhecido como ponteira) absorção). Em geral, os ponteiros utilizados são pré-raio. O raio é mantido durante o polimento aplicando pressão entre o conector e uma superfície de polimento resiliente, aplicando um peso ou ajustando a compressão dimensionalmente (é cada vez mais raro, mas a formação de um ferrolho de extremidade plana em uma extremidade do PC ainda é feita através de a mesma técnica básica de aplicar pressão contra uma superfície resiliente). Quanto mais difícil for a superfície de polimento resiliente, maior será o raio do conector resultante (mais plano). Por outro lado, quanto mais suave a superfície de polimento, menor o raio do conector. Um raio adequado, em conjunto com a fibra de corte inferior, permite a compressão correta da fibra ao conector. A especificação da indústria para o raio de curvatura é de 10 a 25 mm. Esse intervalo permite o desempenho máximo do conector.

5. CORTE / PROTRUSÃO EM FIBRA

Quando uma fibra é recuada dentro de uma ponteira de conexão, o termo usado é "Rebaixo de fibra". Quando uma fibra se projeta acima da ponteira, é chamada de "protrusão de fibra". A medição dessa característica é realizada usando um interferômetro. Um interferômetro exibe o deslocamento das linhas de interferência que passam sobre a fibra.

A maioria das seqüências de polimento começa com materiais agressivos, carboneto de silício para remover os filmes de epóxi e lapidação de diamantes para o polimento inicial e intermediário, que removem a ponteira e a fibra na mesma taxa. Durante a última etapa de polimento, no entanto, um material menos agressivo, geralmente dióxido de silício, é usado porque ataca apenas a fibra. Se uma película agressiva for usada para a etapa final de polimento, resultará em corte excessivo.

O corte excessivo de fibra é geralmente especificado como mais de 50 nm. O rebaixo de fibra é uma condição que afeta a reflexão traseira e a perda de inserção. Quando os conectores são acoplados, o material da virola ao redor da fibra é compactado, o que permite otimamente fibras com um rebaixo / protrusão aceitável para fazer contato. Fibras que não fazem contato íntimo
tem um espaço de ar. Um intervalo de ar produzirá medições inaceitáveis de reflexão traseira e perda de inserção.

A protrusão de fibra também tem um limite - 50nm de protrusão sendo aceitável - tanto o corte inferior quanto a protrusão são resultado do processo de polimento. Se houver protrusão excessiva, lascas e / ou rachaduras nas fibras podem ocorrer durante o processo de acoplamento do conector.

6. INSPEÇÃO DO CONECTOR

Para a medição dos critérios de desempenho, Contra-reflexão e Perda de inserção, existem medidores disponíveis, geralmente familiares aos polidores. Os critérios geométricos, Apex Offset, Raio de curvatura e Undercut de fibra são confirmados usando um interferômetro.

A inspeção visual sempre terá um papel importante na avaliação da superfície polida (veja o diagrama abaixo), mas o interferômetro agora cada vez mais usado é necessário para confirmar a geometria. Os interferômetros estão disponíveis em várias fontes, desde aquelas que fornecem um monitor a partir do qual o usuário determina a aceitabilidade do produto, até programas assistidos por computador que fornecem uma leitura impressa que inclui todas as características geométricas e de desempenho do conector.

TÉCNICAS DE POLIMENTO

Crítico para o polimento adequado é o processo aplicado - a técnica - que resulta em atender às várias
especificações.

Todos os conectores iniciais foram produzidos com faces planas, especificadas para serem próximas (a tolerância linear na SMA, por exemplo, sendo de 8 mícrons), mas também especificamente para evitar o contato real. À medida que o polimento evoluiu, o conceito de PC (Contato Físico) foi desenvolvido - faces finais esféricas, com as fibras fazendo contato físico real - O acabamento do PC resultou em um desempenho muito melhorado porque o espaço aéreo foi eliminado, o que permitiu o aumento da transmissão de ondas de luz.

Os primeiros conectores de PC, que precederam o desenvolvimento das virolas pré-raios agora comuns, exigiam a formação esférica de suas faces planas como parte do processo de polimento. Essas técnicas tradicionais de polimento, para conectores PC monomodo, envolviam um processo de quatro etapas: remoção de epóxi, formação de ponteira, polimento preliminar e polimento final. Essas etapas usaram materiais agressivos para as etapas de remoção de epóxi e formação de ponteira, geralmente realizadas usando um filme de polimento de diamante. Agora, no entanto, quase todos os conectores têm "pré-raio" e o processo de polimento deve evitar interrupções excessivas na superfície esférica - o tipo de coisa que um processo mecanizado pode fazer bem (e um processo manual mal). Como resultado, reduzir o tempo do ciclo e alterar as gradações do filme para se adaptar às configurações atuais do conector revitalizou as técnicas tradicionais de polimento. Agora, o processo tradicional de quatro etapas é muito aprimorado (remoção de epóxi, polimento inicial, polonês intermediário e polonês final).

A seguir, é apresentada uma lista de técnicas de polimento para polimento monomodo e multimodo.

COMENTÁRIOS ADICIONAIS DA TÉCNICA DE POLIMENTO

Técnicas de polimento mais recentes indicam que as etapas agressivas de remoção de epóxi e formação de ponteiras que eram anteriormente populares devem ser minimizadas durante o processo de polimento, aumentando a dependência do raio pré-formado. Isso pode ser conseguido usando graus mais finos de carboneto de silício para a remoção de epóxi e substituindo ou mesmo eliminando a etapa de formação de ponteira. As técnicas mais atuais usam um processo de três etapas; remoção de epóxi, polimento de ponteiras e polimento de fibras. Essa técnica oferece níveis mais altos de saída, mantendo os padrões de desempenho atuais e resulta em menor custo por conector.

O polimento da máquina é o único meio prático disponível para atender às demandas de maior desempenho e produção. Na medida em que o polimento manual pode ser eficaz, exige desempenho de pessoal altamente qualificado (para uma tarefa repetitiva e monótona) e, à medida que as especificações se tornam mais difíceis - SPC, UPC, APC - o polimento manual se torna irracional (se não impossível) ) tarefa. Como em outros campos de "alta tecnologia", a capacidade das máquinas de executar tarefas repetíveis de ultraprecisão é a resposta.

Como descrito acima, uma máquina de polir deve ter boas instruções e uma "receita" para produzir conectores polidos que atendam a todas as especificações. Entretanto, existem várias variáveis que afetam o processo, sobre o qual a indústria continua aprendendo e se desenvolvendo. É importante que a máquina selecionada tenha a capacidade de incorporar novos desenvolvimentos e que o fabricante o mantenha informado e esteja disponível para suporte e aconselhamento.

DICAS DE POLIMENTO E CONSIDERAÇÕES DO PROCESSO

Em alguns casos, o usuário da máquina tomará conhecimento de alguns fatores que envolvem variáveis que não o próprio polidor. A seguir, alguns itens que são geralmente ignorados.

1. Filmes de polimento
2. Epóxi
3. Limpeza
4. Lubrificação

1. Filmes de polimento - Os filmes são o fator mais significativo em suas operações de polimento. Qualidade e gradações variam de fornecedor para fornecedor. Quando uma técnica de polimento é desenvolvida, o tipo de filme, a marca e o tamanho das partículas devem ser escolhidos com cuidado. Filmes excessivamente agressivos podem destruir uma fibra de 125μm e o raio esférico pode ser interrompido além do reparo. Além disso, de importância crítica para o custo real, é o custo inicial do filme de polimento, no que se refere à vida útil do ciclo que os filmes fornecem - isso pode variar significativamente de vários fabricantes.

Dica – Limpe cada pedaço de filme de polimento antes e depois de cada uso. Limpeza (discutida
abaixo) aumentará a vida útil do filme e diminuirá o custo por conector.

2. Epóxi - diferentes tipos de epóxis podem ser removidos mais facilmente com tipos específicos de filmes de polimento de carboneto de silício. Os filmes a serem utilizados nesta etapa dependem do tipo de epóxi e do tamanho do cordão de epóxi montado na extremidade do conector. Diferentes epóxis têm níveis variados de dureza - alguns são pegajosos e outros são firmes - os epóxis duros são removidos facilmente com filmes mais grossos do tamanho de partículas (20 um, 30 um, etc.), enquanto os epóxis mais macios são mais adequados para filmes menores do que as partículas, ou seja, 9, 5, etc.

Dica - O cordão epóxi que permanece no conector antes do polimento deve ser minimizado (o tamanho de uma cabeça de alfinete). Isso prolongará a vida útil de todos os filmes de polimento. Além disso, tente diferentes gradações de carboneto de silício até encontrar o filme de remoção de epóxi que funciona melhor para suas necessidades.

3. Limpeza - Um ambiente livre de contaminação é essencial quando se deseja um polimento ideal do conector. São necessários cinco itens para minimizar a contaminação:

1. Água Deionizada / Filtrada
2. Álcool isopropílico
3. Tecidos sem fiapos
4. Cotonetes sem fiapos
5. Ar Enlatado

Água desionizada / filtrada - Água limpa é necessária para impedir que partículas estranhas destruam o polonês. A água da torneira e outras fontes de água contêm partículas (sujeira) que podem chegar a 15 mícrons. Detritos desse tamanho destruirão um conector polido. Água desionizada ou filtrada eliminará essa possibilidade.

Álcool isopropílico - O álcool deve ser usado para limpar as películas de polimento, conectores e a área circundante (dentro do polidor automático) antes e depois de cada etapa de polimento. Isso praticamente eliminará partículas ou detritos do
transferindo para a próxima etapa de polimento.

Tecidos sem fiapos - Os tecidos serão usados para aplicar o álcool nos filmes, conectores e máquina. Os tecidos também serão usados para secar a face da extremidade do conector antes do estágio de teste e inspeção do processo de polimento.

Cotonetes sem fiapos - Limpe sempre os medidores de referência e os acopladores com os cotonetes embebidos em álcool. Instrumentos de medição e dispositivos de acoplamento são os equipamentos mais negligenciados ao criar um ambiente livre de contaminação. A limpeza do equipamento de teste deve se tornar um hábito. O uso repetido desses instrumentos resultará no acúmulo de detritos. Se mantidos adequadamente, os resultados corretos podem ser garantidos com confiança, para não mencionar a resolução de problemas, o desempenho ruim será minimizado.

Canned Air - Isso é muito útil para remover detritos dos acopladores de conectores. Também pode ser usado como um agente de limpeza geral para remover a poeira de conectores, filmes ou da estação de trabalho.

Dica - Verifique periodicamente a face frontal do cabo de referência quanto a defeitos na face frontal. Conectar e desconectar resultará no acúmulo de detritos por um período de tempo. Limpe o rosto com álcool usando um lenço de papel sem fiapos. Além disso, em algum momento, a referência precisará ser repolida. Após o polimento repetido, o cabo de referência precisará ser substituído.

4. Água deionizada com lubrificação, água filtrada e suspensões, quando usadas corretamente, podem resultar em desempenho aprimorado do conector. As melhores soluções têm tamanhos muito pequenos de partículas de 20 a 60 nm. O tamanho da partícula da solução deve ter pelo menos metade do tamanho do filme final de polimento. As soluções são usadas para diminuir a perda de retorno em até 5dB. Tenha cuidado com as soluções baseadas em coloidais. Eles tendem a secar rapidamente e podem destruir um polimento se ele não for removido da extremidade do conector rapidamente. Além disso, coloque a solução em uma área seca à temperatura ambiente. Proteja as soluções contra temperaturas frias. Muitas soluções perdem sua capacidade de melhorar o desempenho à medida que se tornam mais sólidas (densas).

Dica - dilua a solução. Qualquer faixa de 2 a 5 partes de água filtrada / desionizada para uma parte da solução pode melhorar seu desempenho.

CONCLUSÃO
As máquinas de polimento mecânico fornecem aos fabricantes de cabos de fibra e fabricantes de equipamentos originais um meio econômico de atender aos altos requisitos de produção, mantendo os altos níveis de qualidade exigidos. Embora o uso de polidor tenha se tornado uma necessidade, é importante usar o julgamento na seleção de máquinas. É razoável que os fabricantes solicitem evidências objetivas para fazer backup de reivindicações de desempenho (a existência de equipamento de teste automático que fornece uma cópia impressa dos resultados do teste torna isso possível), fornecer referências e amostras de seus componentes para sua própria inspeção. Não negligencie o fato de que este ainda é um campo dinâmico e crescente. Os conectores mudarão e as técnicas de processamento serão aprimoradas. É importante ter equipamentos que possam se adaptar prontamente às mudanças na configuração do conector e na técnica de polimento. E é igualmente importante que o fabricante do equipamento esteja ciente e envolvido nesses desenvolvimentos e se comunique efetivamente com os usuários de seus equipamentos. Alto desempenho e fabricação econômica representam um desafio para todos nós na indústria e parece aparente que o desafio está sendo enfrentado de maneira eficaz. É uma indicação de um futuro brilhante para as comunicações por fibra óptica, um futuro em que uma empresa devidamente preparada possa prosperar.