A mesin pelapis sekunder bekerja dengan terus-menerus mengumpankan serat optik berlapis primer melalui cetakan ekstrusi presisi, di mana bahan termoplastik cair dibentuk menjadi tabung penyangga pelindung di sekitar serat. Proses ini mengintegrasikan kontrol tegangan serat, ekstrusi dua lapis, injeksi gel tiksotropik, pendinginan penangas air, dan pemantauan dimensi waktu nyata ke dalam satu lini produksi yang tersinkronisasi. Hasil akhirnya adalah buffer tabung longgar yang stabil secara dimensi — elemen struktural inti dari sebagian besar kabel serat optik yang digunakan dalam jaringan telekomunikasi di seluruh dunia.
Dalam istilah praktis, mesin ini mengambil serat telanjang dari gulungan pembayaran di satu ujung dan mengirimkan tabung penyangga yang digulung, berisi gel, dan berukuran tepat di ujung lainnya — semuanya dengan kecepatan garis yang dapat mencapai 300 meter per menit pada sistem produksi berkinerja tinggi. Setiap parameter mulai dari suhu leleh hingga tegangan serat dipantau dan disesuaikan secara loop tertutup untuk memastikan setiap meter tabung memenuhi spesifikasi ketat yang sama.
Sebelum memeriksa masing-masing subsistem secara mendetail, ada baiknya memahami mesin sebagai proses linier yang berkesinambungan. Material dan serat masuk di ujung hulu dan secara progresif diubah seiring bergerak ke hilir. Urutan operasi mengikuti alur logis berikut:
Masing-masing tahapan ini saling bergantung. Perubahan kecepatan saluran pada penggulung, misalnya, mempengaruhi ketebalan dinding tabung, EFL serat, rasio pengisian gel, dan efisiensi pendinginan secara bersamaan — itulah sebabnya mesin modern mengandalkan sistem kontrol loop tertutup berbasis PLC daripada pengaturan yang disesuaikan secara manual.
Keakuratan kerja mesin pelapis sekunder dimulai dari struktur fisiknya. Rangka mesin dibuat menggunakan pengelasan pelat baja A3 tegangan tinggi yang dikombinasikan dengan pemrosesan baja tipe struktural. Baja A3 (sebanding dengan kelas Q235) memberikan kekuatan tarik sekitar 370–500 MPa, kemampuan las yang sangat baik, dan tegangan sisa yang rendah setelah pemesinan — semua sifat penting untuk rangka yang harus tetap stabil secara dimensi di bawah beban termal dan mekanis yang berkelanjutan.
Rangka tersebut harus mendukung dan menyelaraskan semua subsistem utama — ekstruder, bak pendingin, penggulung, dan pengambilan — hingga sepersekian milimeter. Setiap kelenturan atau getaran pada rangka diterjemahkan langsung ke dalam variasi diameter tabung atau deviasi posisi serat di dalam tabung. Oleh karena itu, struktur baja yang dilas biasanya bebas tegangan setelah fabrikasi dan dikerjakan secara presisi pada semua permukaan pemasangan kritis sebelum perakitan.
Garis pelapisan sekunder tingkat produksi biasanya membentang Panjang totalnya 15 hingga 30 meter , dan rangka harus menjaga keselarasan di seluruh bentang ini meskipun barel ekstruder memanas hingga 250–280°C dan bak pendingin beroperasi pada 15–40°C di zona yang berdekatan. Sambungan ekspansi termal dan penyangga silang yang kaku dirancang ke dalam desain rangka untuk memenuhi kebutuhan ini tanpa mengurangi keakuratan posisi.
Prosesnya dimulai di stasiun pembayaran serat, di mana gulungan serat optik berlapis primer dipasang pada dudukan pembayaran bermotor. Setiap gulungan dapat dibawa 20 hingga 25 km serat , dan beberapa gulungan dimuat secara bersamaan untuk produksi tabung multi-serat — biasanya 2, 4, 6, 8, 12, atau 24 serat per tabung.
Ketegangan serat adalah salah satu parameter paling penting dalam pelapisan sekunder. Jika tegangan terlalu tinggi, serat mungkin mengalami pratekan di dalam tabung sehingga menyebabkan peningkatan redaman optik. Jika tegangan terlalu rendah, serat dapat kusut atau membentuk simpul yang tidak rata, sehingga menyebabkan cacat geometri tabung. Ketegangan pengoperasian biasanya diatur antara 30 dan 80 gram per serat , dikelola oleh sistem umpan balik lengan penari atau pembayaran yang digerakkan oleh servo dengan pengukuran tegangan waktu nyata.
Serat disalurkan melalui serangkaian pemandu keramik atau baja tahan karat yang secara bertahap menyatukannya ke dalam jarak dan pengaturan yang tepat yang diperlukan pada entri cetakan ekstrusi. Panduan ini dipoles hingga kekasaran permukaan sub-mikron untuk menghindari goresan pada lapisan utama halus pada serat.
Sistem ekstrusi adalah jantung dari mesin pelapis sekunder. Sebagian besar lini produksi menggunakan konfigurasi ekstruder ganda untuk mengaplikasikan material tabung penyangga dalam dua lapisan berbeda. Dalam tata letak standar, ekstruder pelapis muka diposisikan di bagian depan mesin, dan ekstruder pelapis bawah diposisikan di belakang. Pengaturan ini memungkinkan setiap lapisan dikontrol secara independen dalam hal jenis material, suhu leleh, dan laju keluaran.
Ekstruder pelapis muka menyalurkan bahan yang membentuk permukaan bagian dalam tabung penyangga — permukaan yang bersentuhan langsung dengan serat optik dan gel pengisi. Lapisan ini harus kompatibel secara kimia dengan senyawa gel dan harus menunjukkan penyusutan yang sangat rendah saat pendinginan untuk menghindari terjadinya tekanan mekanis pada serat. PBT (polybutylene terephthalate) adalah pilihan material utama, menawarkan penyusutan cetakan linier kurang dari 0,5% dan kisaran suhu servis -40°C hingga 85°C.
Ekstruder pelapis muka biasanya menggunakan a Sekrup tunggal berdiameter 30 mm atau 45 mm dengan rasio kompresi 2,5:1 hingga 3,5:1, beroperasi pada suhu barel antara 200°C dan 270°C. Suhu zona pengukuran dikontrol paling ketat, karena viskositas lelehan dalam cetakan harus tetap berada dalam jendela sempit untuk mencapai ketebalan dinding yang konsisten.
Ekstruder lapisan bawah menerapkan lapisan dinding luar tabung penyangga, yang menentukan diameter luar tabung dan sifat mekanik. Lapisan ini memberikan kekuatan struktural yang dibutuhkan untuk kabel terdampar - tabung harus menahan tekanan samping dari peralatan terdampar tanpa distorsi, dan harus mempertahankan penampang melingkar setelah terdampar di sekitar anggota kekuatan pusat.
Ketebalan lapisan lapisan bawah biasanya antara 0,3mm dan 0,9mm , tergantung pada persyaratan desain kabel. Dalam beberapa konfigurasi, bahan lapisan bawah dapat berupa senyawa PBT yang dimodifikasi dengan tambahan penstabil UV, pewarna, atau pengubah dampak — memungkinkan identifikasi tabung berkode warna dalam konstruksi kabel multi-tabung tanpa memerlukan proses pewarnaan terpisah.
Kedua aliran lelehan dari ekstruder lapisan muka dan lapisan bawah bertemu pada kepala cetakan ekstrusi bersama, di mana keduanya dibentuk secara konsentris di sekitar bundel serat. Kepala cetakan terdiri dari ujung pemandu serat, badan cetakan dengan dua saluran masuk leleh, dan lubang cetakan yang membentuk diameter luar tabung jadi. Diameter lubang cetakan dan panjang daratan menentukan OD tabung dan penurunan tekanan yang mendorong aliran lelehan yang konsisten.
Konsentrisitas cetakan — keselarasan pusat ujung cetakan dengan pusat lubang cetakan — harus dijaga dalam jarak ±0,02 mm untuk mencegah eksentrisitas dinding. Kebanyakan die head modern dilengkapi sekrup penyetel halus atau mekanisme pemusatan termal yang memungkinkan operator mengoreksi konsentrisitas selama produksi tanpa menghentikan jalur.
Fungsi penting dari proses pelapisan sekunder adalah mengisi bagian dalam tabung penyangga dengan senyawa penghambat air tiksotropik — yang biasa disebut sebagai gel pengisi atau senyawa penggenangan. Gel ini mencegah air yang masuk ke titik putus kabel mengalir secara longitudinal melalui tabung dan mencapai lokasi sambungan atau konektor yang sensitif.
Sistem pengisian gel terdiri dari tangki penyimpanan berpemanas, pompa pengukur presisi (biasanya pompa roda gigi atau pompa rongga progresif), dan jarum injeksi baja tahan karat tipis yang melewati ujung cetakan dan menyimpan gel langsung di dalam tabung pembentuk. Laju injeksi gel harus disinkronkan secara tepat dengan kecepatan saluran — biasanya dinyatakan sebagai rasio volume per meter — untuk memastikan pengisian penuh tanpa kelebihan gel yang akan menimbulkan tekanan balik dan merusak susunan serat.
Gel pengisi dipertahankan pada suhu tinggi (biasanya 60–80°C) di dalam tangki penyimpanan untuk mengurangi viskositas untuk pemompaan, tetapi gel tersebut menjadi keadaan tiksotropik semi padat setelah pendinginan dalam tabung jadi. Kombinasi kemampuan mengalir selama pengisian dan stabilitas dalam pelayanan inilah yang menjadikan gel tiksotropik pilihan standar untuk desain kabel tabung longgar yang beroperasi pada rentang lingkungan penuh -40°C hingga 70°C yang disyaratkan oleh sebagian besar standar telekomunikasi.
Segera setelah cetakan ekstrusi, tabung yang baru terbentuk memasuki sistem pendingin. Pendinginan harus dikontrol dengan hati-hati — pendinginan yang terlalu cepat menyebabkan tegangan permukaan dan potensi retak; pendinginan yang terlalu lambat memungkinkan tabung melorot atau berubah bentuk sebelum mengeras sepenuhnya, terutama pada kecepatan saluran tinggi.
Sistem pendingin pada jalur pelapisan sekunder tipikal terdiri dari beberapa bak air yang disusun secara seri. Palung pertama (paling dekat dengan cetakan) menggunakan air hangat di 40–60°C untuk memulai pendinginan bertahap tanpa kejutan termal. Palung berikutnya secara bertahap menurunkan suhu air — bak terakhir biasanya beroperasi pada suhu 15–25°C — membawa tabung ke keadaan stabil dan memadat sepenuhnya sebelum mencapai penggulung.
Total panjang bak pendingin berkisar dari 6 hingga 15 meter tergantung pada kecepatan garis dan ketebalan dinding tabung. Untuk jalur 300 m/mnt yang menghasilkan tabung OD 2,0 mm, tabung hanya menghabiskan waktu sekitar 1,5 hingga 3 detik dalam sistem pendingin — yang berarti gradien suhu air melintasi bak harus diatur secara tepat untuk mencapai pemadatan yang memadai dalam waktu singkat ini.
Setiap zona palung dikontrol suhunya secara independen melalui sistem sirkulasi air dengan penukar panas. Operator dapat melihat dan menyesuaikan setiap setpoint zona dari HMI pusat, dan beberapa sistem canggih menyertakan kompensasi zona otomatis yang menyesuaikan laju aliran air pendingin sebagai respons terhadap perubahan kecepatan saluran.
Setelah bak pendingin, tabung melewati satu atau lebih pengukur mikrometer laser non-kontak yang mengukur diameter luarnya secara terus menerus dan dalam waktu nyata. Alat pengukur ini menggunakan triangulasi laser atau teknologi pemindaian bayangan dan dapat mengatasi perbedaan diameter sekecil apa pun ±0,001mm dengan kecepatan garis penuh.
Data pengukuran OD dimasukkan kembali ke sistem kontrol PLC, yang secara otomatis menyesuaikan satu atau lebih variabel proses untuk memperbaiki penyimpangan dari diameter target:
Loop umpan balik loop tertutup ini biasanya beroperasi dengan waktu respons kurang dari satu detik, sehingga sistem dapat mengkompensasi variasi viskositas bahan mentah, perubahan suhu sekitar, atau fluktuasi mekanis kecil tanpa campur tangan operator. Sistem modern mempertahankan OD tabung dalam ±0,03 mm dari target di seluruh produksi yang dijalankan sejauh 25 km atau lebih.
Selain pengukuran OD, beberapa jalur lanjutan menggabungkan pengukuran eksentrisitas (keseragaman ketebalan dinding) menggunakan alat pengukur berputar atau sistem sinar-X, dan deteksi posisi serat menggunakan sensor optik inline yang memverifikasi bahwa serat berada di tengah tabung dan bukannya berpindah ke satu sisi.
Penggulung adalah elemen pengatur kecepatan di seluruh lini. Ini terdiri dari satu atau lebih roda atau sabuk bermotor yang mencengkeram tabung yang didinginkan dan menariknya melalui mesin dengan kecepatan tetap dan terkontrol secara tepat. Karena kecepatan penggulung menentukan seberapa cepat material diambil dari cetakan ekstrusi, kecepatan penggulung secara langsung mengontrol diameter luar tabung (melalui rasio penarikan) dan panjang serat berlebih di dalam tabung.
Panjang serat berlebih (EFL) didefinisikan sebagai persentase panjang serat di dalam suatu panjang tabung melebihi panjang tabung itu sendiri. Misalnya, EFL sebesar 0,3% berarti untuk setiap 1.000 meter tabung, panjang serat di dalamnya adalah 1.003 meter. Kelebihan serat yang kecil ini sangat penting: memungkinkan kabel menahan beban tarik tanpa serat itu sendiri mengalami ketegangan, yang akan meningkatkan redaman optik.
EFL diatur oleh rasio kecepatan pembayaran fiber terhadap kecepatan penggulung:
Nilai EFL untuk kabel tabung longgar standar biasanya berada di antara keduanya 0,2% dan 0,5% , dengan toleransi yang lebih ketat diperlukan untuk kabel yang ditujukan untuk aplikasi penguburan langsung atau di bawah laut di mana siklus termal dan pembebanan mekanis lebih parah.
Semua subsistem yang dijelaskan di atas — tegangan hasil, suhu dan kecepatan ekstruder, laju pompa gel, suhu air pendingin, umpan balik pengukur OD, dan kecepatan penggulung — dikoordinasikan oleh sistem pengontrol logika terprogram (PLC) pusat. Operator berinteraksi dengan sistem ini melalui layar sentuh HMI (Human-Machine Interface) yang menampilkan data proses real-time, kondisi alarm, dan grafik tren.
Fungsi utama kontrol PLC meliputi:
Sistem tingkat lanjut juga dapat berintegrasi dengan MES (Manufacturing Execution Systems) tingkat pabrik untuk melaporkan volume produksi, konsumsi bahan, dan data kualitas secara real-time ke perangkat lunak manajemen pabrik.
Memahami bagaimana parameter proses utama berinteraksi sangat penting bagi operator yang perlu memecahkan masalah kualitas atau mengoptimalkan efisiensi produksi. Tabel di bawah ini merangkum hubungan parameter-ke-output yang paling penting:
| Parameter Proses | Jika Terlalu Tinggi | Jika Terlalu Rendah | Rentang Target (Khas) |
|---|---|---|---|
| Suhu barel ekstruder | Degradasi polimer, perubahan warna | Tekanan leleh tinggi, kekasaran permukaan | 200–280°C (PBT) |
| Kecepatan garis penggulung | Dinding tipis, OD berkurang, EFL rendah | Dinding tebal, OD tinggi, EFL berlebih | 40–300 m/mnt |
| Ketegangan pembayaran serat | Pratekan serat, peningkatan atenuasi | Kekusutan serat, deformasi tabung | 30–80 g per serat |
| Kecepatan injeksi gel | Tekanan balik, perpindahan serat | Pengisian tidak lengkap, risiko masuknya uap air | Disinkronkan dengan kecepatan saluran (ml/m) |
| Suhu air pendingin | Pemadatan tidak sempurna, tabung melorot | Kejutan termal, permukaan retak | 15–60°C (zona bertingkat) |
| Kecepatan putaran sekrup | Terlalu panas, degradasi leleh | Throughput tidak memadai, OD turun | 10–120 RPM |
Operator yang sangat memahami interaksi ini dapat mengatasi sebagian besar penyimpangan kualitas dengan menyesuaikan satu parameter daripada melakukan beberapa perubahan secara bersamaan — yang merupakan jalur tercepat untuk memulihkan produksi yang stabil dan sesuai spesifikasi.
Tahap akhir dari proses pelapisan sekunder adalah melilitkan tabung penyangga yang sudah jadi ke gulungan pengambil untuk penyimpanan dan pemrosesan hilir. Sistem pengambilan harus memberikan tegangan yang terkontrol dan konsisten pada tabung selama penggulungan untuk mencegah deformasi atau tegangan serat akibat tekanan spool yang tidak merata.
Mekanisme lintasan pada rel pengambil meletakkan tabung secara merata dan tumpang tindih pada lebar flensa gulungan, mencegah titik-titik tekanan lokal yang dapat membuat dinding tabung menjorok ke dalam dan mengubah geometri serat di dalamnya. Kapasitas gulungan biasanya berkisar dari 2 km hingga 25 km tabung jadi tergantung pada diameter tabung dan ukuran gulungan.
Ketika gulungan penuh, mesin melakukan pergantian gulungan — baik secara manual atau otomatis. Selama pergantian singkat ini, panjang tabung yang tidak dapat dililitkan ke gulungan penuh atau gulungan baru biasanya dipotong dan dibuang sebagai bagian transisi produksi. Meminimalkan panjang transisi peralihan merupakan metrik efisiensi yang penting bagi produsen kabel bervolume tinggi, karena hal ini secara langsung memengaruhi hasil material per gulungan.
Setiap gulungan yang telah selesai diberi label dengan data produksi — spesifikasi tabung, panjang gulungan, tanggal produksi, dan log pengukuran OD — dan ditransfer ke area stranding, di mana beberapa tabung penyangga akan dipasang di sekitar anggota kekuatan pusat untuk membentuk kabel serat optik yang lengkap.
Urutan kerja a mesin pelapis sekunder tidak terbatas pada produksi dalam kondisi stabil — fase permulaan dan penghentian sama pentingnya dan memerlukan perhatian sistematis untuk menghindari timbulnya sisa dan kerusakan peralatan.
Bahkan lini pelapisan sekunder yang dirawat dengan baik pun menghadapi tantangan operasional yang berulang. Memahami akar penyebab di balik masalah paling umum memungkinkan tim produksi menyelesaikannya secara efisien.
Hubungi kami
Produk yang Direkomendasikan
Ayo Masuk
Menyentuh
Yitong Environmental Technology (Nantong) Co., Ltd adalah produsen yang mengkhususkan diri dalam peralatan impregnasi.
Wechat wechat
ada apa
Hubungi kami
Phone: +86-19555016088
Email: [email protected]
Add：Selatan Jalan Haiyan, Barat Jalan Nanhai, Teluk Tongzhou Zona Demonstrasi Pembangunan Bersama Sungai-Laut Yangtze, Jiangsu, Tiongkok
