Férulas cerámicas para conectores de fibra óptica

La calidad de la virola cerámica es de suma importancia para el rendimiento de los conectores de fibra óptica, ya que garantiza una pérdida de inserción mínima, una alineación adecuada de la fibra y una reflexión posterior reducida.

El pulido de las caras de los extremos es esencial para mantener la calidad en este punto de contacto crítico, e Ilsintech está especializada en la fabricación de casquillos cerámicos.

Proceso de fabricación

La virola de cerámica empieza como materia prima que hay que refinar. Para iniciar este proceso, primero hay que moler un poco de polvo de nanozirconia estabilizada con itrio hasta obtener una pasta que pueda moldearse en un molde de inyección; tras sinterizarse a altas temperaturas, se convertirá en material cerámico sólido.

El sinterizado es esencial para crear casquillos que cumplan estrictas normas de rendimiento como las de la norma TIA-568A para conectores de fibra óptica multimodo. Determina con precisión su densidad, resistencia y dimensiones, cualidades esenciales para crear casquillos que cumplan esta exigente norma.

Una vez formado el casquillo, debe someterse a otros procesos, como el pulido y la inspección. Las técnicas avanzadas de procesamiento y pulido contribuyen a garantizar la precisión y la calidad superficial necesarias para reducir la pérdida de señal.

La práctica convencional de terminación ha abogado durante mucho tiempo por dejar un espacio de aire entre las fibras para garantizar un rendimiento óptimo. Pero estudios recientes han demostrado que el contacto físico directo ofrece resultados superiores; por eso desarrollamos un método para conectar fibras ópticas utilizando casquillos cerámicos.

Para lograr unos resultados de pulido óptimos, las férulas cerámicas deben montarse en soportes de conectores de precisión que puedan ajustarse a su posición ideal dentro de ellos. Además, estos portaherramientas disponen de soportes de cuatro esquinas que distribuyen uniformemente la presión firme al tiempo que minimizan el desplazamiento de los vértices. Estas sujeciones evitan que se meneen o vibren, lo que podría aumentar el error de vértice y dar lugar a acabados incoherentes.

Materiales

La selección del material para las férulas cerámicas utilizadas con conectores de fibra óptica debe ser un componente integral de su proceso de selección. Un material de alta calidad debe ofrecer bajas pérdidas ópticas y máxima resistencia mecánica, así como una producción precisa para garantizar un ajuste exacto con el conector y una alineación adecuada.

Los casquillos cerámicos actuales se componen normalmente de alúmina o de circonio, y los primeros suelen tener mayor dureza, resistencia al desgaste y tenacidad a la fractura KIC que los de circonio; sin embargo, su menor tenacidad a la fractura KIC los hace más vulnerables a los daños, de ahí que los casquillos de alúmina se utilicen más cuando la resistencia mecánica es primordial.

Pero la presente invención ofrece una alternativa a estos dos materiales al emplear ceria-circonia como componente cerámico principal. En la presente invención, la combinación de cerio y circonio representa aproximadamente entre el 12 y el 21 por ciento en peso; el resto se compone de itria-circonio para equilibrar el conjunto. La cerámica resultante presenta unas propiedades físicas superiores y un coeficiente de dilatación térmica significativamente menor.

Los casquillos de circonio son relativamente más blandos que los de alúmina y tienen una dureza Vicker más baja, lo que facilita el pulido para garantizar un acoplamiento correcto entre la fibra óptica y el casquillo. Esta característica es especialmente importante en las terminaciones monomodo, donde cualquier desajuste puede provocar pérdidas sustanciales de transmisión de luz.

Características

Los casquillos cerámicos ofrecen una estabilidad mecánica y una resistencia térmica superiores, resistencia al desgaste, gran precisión dimensional y pueden soportar condiciones ambientales adversas. Los casquillos cerámicos son habituales en conectores de fibra óptica monomodo y multimodo, mientras que los metálicos pueden ser más apropiados en determinadas aplicaciones especializadas en las que la precisión puede no ser tan crucial.

Al seleccionar el casquillo cerámico adecuado, es esencial que el orificio o agujero (diámetro interior) coincida perfectamente con la fibra óptica utilizada. Para cumplir estas estrictas tolerancias y procesos de mecanizado precisos, el moldeo por inyección de cerámica ofrece una solución eficaz. El material de nanopolvo de circonio granulado se inyecta en moldes especiales, se sinteriza a alta temperatura y se somete a procesos de rectificado de precisión para conseguir rigidez y gran exactitud de procesamiento, lo que da como resultado un casquillo cerámico ideal.

La precisión permite que las férulas cerámicas se alineen con precisión con la fibra óptica, minimizando la reflexión y la pérdida de señal en los sistemas de comunicación, para obtener el máximo rendimiento y calidad. Las férulas de plástico y acero pueden ser alternativas en determinados conectores de fibra óptica; sin embargo, su falta de precisión las convierte en soluciones poco prácticas.

Aplicaciones

Los casquillos cerámicos se han convertido en un componente indispensable en la expansión de Internet de alta velocidad y las redes de comunicaciones de alta capacidad. Sus tolerancias precisas y su rendimiento desempeñan un papel inestimable a la hora de facilitarnos el acceso a datos de los que dependemos cada día.

Las férulas cerámicas requieren precisión en cuanto al tamaño de los orificios, la concentricidad y la cilindricidad del diámetro exterior para que funcionen como es debido en los conectores y atenuadores ópticos; por tanto, su calidad debe garantizar que los datos y la luz viajen libremente según lo previsto.

HNK, predecesora de T&S, fue pionera en la tecnología de moldeo por inyección de cerámica y acumuló una gran experiencia antes de que T&S la adquiriera. El moldeo por inyección es más rentable que el moldeo por extrusión, ya que elimina la necesidad de taladrar las piezas a medida, lo que ahorra costes de mano de obra y material.

Ilsintech lleva a cabo un procedimiento de pulido intensivo con varias herramientas de inspección para garantizar que las caras extremas de las férulas cerámicas estén perfectamente alineadas, lo que impide que contaminantes como el polvo, las pelusas y el agua penetren en las fibras ópticas. Además, deben utilizarse métodos y suministros de limpieza adecuados (toallitas sin pelusa y limpiadores especiales) para mantener las superficies de las férulas libres de defectos y contaminación.