EoW January 2009

articolo tecnico

per aumentare la ricircolazione dell’inchiostro, l’uniformità della temperatura e per creare una tensione moderata della fibra ad alte velocità. La tensione massima di 1,7N a 3000m/min. espone la fibra solamente ad una sollecitazione di 0,14GPa [20kpsi], che rappresenta il 20% dei livelli pari a 0,69GPa [100kpsi] ottenuti durante le prove dimostrative. moderata riduce al minimo l’ampiezza delle vibrazioni della fibra Questa tensione

Tensioni massime

Tensioni della matrice

Tensione – [N]

Viscosità relativa

Retroazione

Temperatura °C

m/minuto

Figura 4 ▲ ▲ : Comparazione delle viscosità degli inchiostri

Figura 3 ▲ ▲ : Tensione rispetto alla velocità durante la colorazione

2.1 Concezione della matrice É stato sviluppato e collaudato un nuovo applicatore di colore adatto a velocità di funzionamento fino a 3000m/ min. La sfida consisteva nel creare una pressione adeguata all’interno dell’unità di rivestimento per sigillare l’ingresso della matrice mantenendo contemporaneamente dei livelli di tensione della fibra accettabili. Per dimostrare le prestazioni della linea, sono stati utilizzati inchiostri della serie DSM Desotech Cablelite® 751 e DX-1000 con diversi parametri operativi. I risultati sono stati quindi comparati con i modelli teorici. Le tensioni della matrice, dello svolgitore della fibra o retroattive e le tensioni totali o massime sono illustrate nella Figura 3 per la media degli inchiostri 751 e DX-1000. É da notare che le tensioni della matrice non subiscono aumenti significativi con la velocità. Ciò è dovuto sia al comportamento pseudoplastico ( shear thinning ) sia al riscaldamento da taglio ( shear heating ) del polimero ad alte velocità. Si noti inoltre che la serie DX-1000 viene trattata a tensioni leggermente superiori. Ciò si deve alla maggiore viscosità, come illustrato nella Figura 4 . La maggiore viscosità fornisce stabilità riducendo la sedimentazione durante lo stoccaggio e fra un ciclo di produzione e l’altro.

entro il sistema di lampade UV. Inoltre, il semplice disegno costruttivo facilita la pulizia della matrice e l’infilatura. 2.2 Polimerizzazione a raggi UV Lo studio si è incentrato sul controllo dell’atmosfera inerte e sulla ricerca di un sistema di lampade per polimerizzazione UV efficiente e potente. Il nuovo sistema di alimentazione elettronico Light Hammer® 10 di Fusion UV Systems fornisce potenza variabile di corrente continua costante dal 35% al 100%, offrendo una vita superiore del magnetrone e delle lampade ed una riduzione significativa del peso del sistema di alimentazione facilitando la manutenzione. Vengono utilizzati strumenti per misurare il flusso dell’azoto, il livello dell’ossigeno e l’intensità dei raggi ultravioletti attraverso il tubo centrale per segnalare la necessità di sostituire lo stesso ed assicurare una polimerizzazione corretta. A 3000m/min., sono state utilizzate tre lampade da 600W/pollice della lunghezza di 10 pollici con lampadine di tipo D per ottenere una profondità di polimerizzazione ottimale. In alternativa, è possibile sostituire un bulbo D con un bulbo H per migliorare la polimerizzazione superficiale. Figura 6 ▼ ▼ : Percentuale di polimerizzazione misurato mediante FTIR rispetto alla dose relativa

Gli aumenti dell’attenuazione sono risultati inferiori a 0,01dB/km a 3000m/min. per gli inchiostri 751 e DX-1000. Per consentire l’ottimizzazione delle dimensioni interne della matrice, è stato creato un modello di flusso della matrice monodimensionale. Il modello assume un flusso Newtoniano in ogni sezione trasversale, ma consente la variazione della viscosità al variare della velocità media di taglio nella stessa sezione. Per definire la viscosità in funzione della temperatura e della velocità di taglio è stato utilizzato un modello Carreau-Yasuda associato all’equazione di Arrhenius. Successivamente, sono state calcolate la tensione della fibra e la pressione all’interno della matrice, come illustrato nella Figura 5 , per determinati valori di diametro della fibra colorata, velocità di linea e temperatura. Da notare l’accumulo di tensione aggiuntiva all’interno della matrice di uscita con l’accelerazione dell’acrilato da parte della fibra e generazione di alta pressione, con conseguente formazione di forze di centraggio per assicurare un rivestimento uniforme. La lunghezza del distributore era inferiore a quella utilizzata nel rivestimento della fibra, ma superiore a quella utilizzata in una matrice di colorazione convenzionale

Figura 5 ▼ ▼ : Caratteristiche della matrice

Per adattare i dati della viscosità è stato utilizzato il modello di Arrhenius. Si noti che temperature di lavorazione superiori di 10-15°C per gli inchiostri DX-1000 producono viscosità simili a quelle degli inchiostri 751. Alcune fibre ottiche sono state colorate durante test ad alta velocità per consentire misurazioni dell’attenuazione a 1310nm e 1550nm.

Fibra

Tensione effettiva della matrice

2Fusione

3Fusione

Per nastri

Media % RAU

3Fusione

Per tubi Loose

Matrice

Collettore

Tensione effettiva della matrice

Uscita matrice

Ingresso matrice

Posizione assiale relativa

Dose relativa/Unità di lunghezza

75

EuroWire – Gennaio 2009