Ghiere in ceramica per connettori in fibra ottica

La qualità della ferula in ceramica è di estrema importanza per le prestazioni dei connettori in fibra ottica, in quanto garantisce una perdita di inserzione minima, un corretto allineamento della fibra e una ridotta riflessione posteriore.

La lucidatura delle estremità è essenziale per mantenere la qualità in questo punto critico di contatto e Ilsintech è specializzata nella produzione di ghiere in ceramica.

Processo di produzione

La ghiera in ceramica nasce come materia prima che deve essere raffinata. Per iniziare questo processo, occorre prima macinare della polvere di nano-zirconia stabilizzata con ittrio in una pasta che può essere modellata in uno stampo a iniezione; dopo essere stata sinterizzata ad alte temperature, diventerà materiale ceramico solido.

La sinterizzazione è essenziale per la creazione di ghiere che soddisfano standard prestazionali rigorosi come quelli previsti dalla norma TIA-568A per i connettori in fibra ottica multimodale. Determina con precisione la densità, la resistenza e le dimensioni, qualità essenziali per la creazione di ghiere che soddisfino questi standard esigenti.

Una volta formata, la ghiera deve essere sottoposta a ulteriori processi, tra cui la lucidatura e l'ispezione. Le tecniche avanzate di lavorazione e lucidatura contribuiscono a garantire la precisione e la qualità della superficie necessarie per ridurre la perdita di segnale.

Le pratiche di terminazione convenzionali hanno a lungo raccomandato di lasciare uno spazio d'aria tra le fibre per garantire prestazioni ottimali. Ma studi recenti hanno dimostrato che il contatto fisico diretto offre risultati superiori; abbiamo quindi sviluppato un metodo per collegare le fibre ottiche utilizzando ferule in ceramica.

Per ottenere risultati di lucidatura ottimali, le ghiere in ceramica devono essere montate in portaconnettori di precisione che possono essere regolati nella loro posizione ideale. Inoltre, questi supporti sono dotati di supporti a quattro angoli che distribuiscono uniformemente la pressione e riducono al minimo lo sfalsamento dei vertici. Questi fermi impediscono le oscillazioni o le vibrazioni che potrebbero aumentare l'errore del vertice e dare luogo a finiture incoerenti.

I materiali

La scelta del materiale per le ghiere in ceramica utilizzate con i connettori per fibre ottiche deve essere una componente integrale del processo di selezione. Il materiale di alta qualità deve garantire una bassa perdita ottica e la massima resistenza meccanica, oltre a una produzione precisa per garantire un adattamento preciso al connettore e un allineamento corretto.

Le attuali ghiere ceramiche sono tipicamente composte da allumina o zirconia, con la prima che presenta una maggiore durezza, resistenza all'usura e tenacità alla frattura KIC rispetto alla sua controparte in zirconia; tuttavia, la sua minore tenacità alla frattura KIC la rende più vulnerabile ai danni, motivo per cui le ghiere in allumina sono utilizzate più comunemente quando la resistenza meccanica è fondamentale.

Tuttavia, la presente invenzione offre un'alternativa a questi due materiali, utilizzando la ceria-zirconia come componente ceramico principale. Nella presente invenzione, la ceria e la zirconia sono combinate a circa il 12-21% in peso; le parti rimanenti sono costituite da ittrio-zirconia per l'equilibrio. La ceramica risultante vanta proprietà fisiche superiori e un coefficiente di espansione termica significativamente ridotto.

Le ghiere in ceria-zirconio sono relativamente più morbide delle loro controparti in allumina e presentano misure di durezza di Vicker inferiori, consentendo una lucidatura più semplice per garantire un corretto accoppiamento tra fibra ottica e ghiera. Questa caratteristica è particolarmente importante per le terminazioni monomodali, dove qualsiasi disallineamento può portare a perdite sostanziali di trasmissione della luce.

Caratteristiche

Le ghiere in ceramica offrono stabilità meccanica e resistenza termica superiori, resistenza all'usura, elevata precisione dimensionale e sopportano condizioni ambientali difficili. Le ghiere in ceramica si trovano comunemente nei connettori in fibra ottica monomodali e multimodali, mentre quelle in metallo possono essere più appropriate in alcune applicazioni specializzate in cui la precisione non è così fondamentale.

Quando si sceglie la ghiera in ceramica appropriata, è essenziale che il foro (diametro interno) corrisponda perfettamente alla fibra ottica utilizzata. Per soddisfare queste tolleranze rigorose e processi di lavorazione precisi, lo stampaggio a iniezione della ceramica offre una soluzione efficace. Il materiale in nanopolveri di zirconia granulata viene iniettato in stampi speciali prima di essere sinterizzato ad alta temperatura e sottoposto a processi di rettifica di precisione per garantire la rigidità e l'elevata accuratezza della lavorazione, ottenendo un prodotto ideale di ferula in ceramica.

La precisione consente alle ghiere in ceramica di allinearsi con precisione alla fibra ottica, riducendo al minimo la riflessione posteriore e la perdita di segnale nei sistemi di comunicazione, per ottenere il massimo delle prestazioni e della qualità. Le ghiere in plastica e acciaio possono essere disponibili come alternative in alcuni connettori per fibre ottiche; tuttavia, la loro mancanza di precisione le rende soluzioni poco pratiche.

Applicazioni

Le ghiere in ceramica sono diventate un componente indispensabile per l'espansione di Internet ad alta velocità e delle reti di comunicazione ad alta capacità. Le loro precise tolleranze e prestazioni svolgono un ruolo inestimabile nel garantire l'accesso ai dati su cui facciamo affidamento ogni giorno.

Le ghiere in ceramica richiedono precisione in termini di dimensioni dei fori, concentricità e cilindricità del diametro esterno per funzionare come previsto nei connettori ottici e negli attenuatori; la loro qualità deve quindi garantire che i dati e la luce viaggino liberamente come previsto.

Il predecessore di T&S, HNK, è stato il pioniere della tecnologia di stampaggio a iniezione della ceramica e ha accumulato una notevole esperienza prima dell'acquisizione da parte di T&S. Lo stampaggio a iniezione è più conveniente rispetto allo stampaggio per estrusione, in quanto elimina la necessità di forare i pezzi a misura, risparmiando così sui costi di manodopera e materiali.

Ilsintech esegue una procedura di lucidatura intensiva con vari strumenti di ispezione per garantire che le facce terminali delle ghiere ceramiche siano perfettamente allineate, impedendo così a contaminanti come polvere, pelucchi e acqua di entrare nelle fibre ottiche. Inoltre, per mantenere le superfici delle ghiere prive di difetti e contaminazioni, è necessario utilizzare metodi e materiali di pulizia appropriati (panni che non lasciano pelucchi e detergenti speciali).