Die Herstellung der Glasfaser ist ein in sich geschlossener Prozess, auf den sich einige Hersteller ganz besonders spezialisiert haben. Der folgende Artikel behandelt die Herstellung von Glasfaserkabeln mit speziellem Fokus auf die Messtechnik, die zur Prozessoptimierung und Qualitätssicherung eingesetzt wird.
Ein wichtiger Aspekt bei der Fertigung des Glasfaserkabels ist, dass die Fasern im Kabel geschützt sind und Belastungen, zum Beispiel in Bezug auf Feuchtigkeit und Zugkraft, auf lange Sicht standhalten. Typischerweise erhalten Glasfaserkabel eine Isolationsschicht aus Polyethylen (PE) als äußeren Schutzmantel. Üblicherweise ist für diesen Kabeltypen eine Messung der Wanddicke der Isolationsschicht, ganz besonders auch im Hinblick auf die Exzentrizität der Isolationsschicht, erforderlich. Die Messung des Durchmessers ist ebenfalls von Wichtigkeit, allerdings reicht eine Durchmessermessung allein im Allgemeinen nicht aus.
Hinsichtlich der eingesetzten Messtechnik zur Durchmesser-, Wanddicken- und Exzentrizitätsmessung des Glasfaserkabels muss diese in gleicher Weise für „Loose Tubes“, „Fiber Ribbons“, „Loosely bundled“ und „Tight buffered“ Kabel einsetzbar sein. Ebenso soll die Messtechnik unabhängig sein von dem Material der Schirmung unter dem Außenmantel.
Röntgentechnologie
Für die Messung der Exzentrizität von Kabeln mit einem elektrischen Leiter aus Kupfer oder Aluminium haben sich in den letzten Jahrzehnten induktiv optische Messverfahren bewährt, wie sie beim CENTERVIEW 8010 und 8025 zum Einsatz kommen. Für größere Kabelabmessungen (über 25 mm) ist die Messung mittels Röntgentechnik ein Verfahren, mit dem eine kontinuierliche Qualitätskontrolle schon während des Herstellungsprozesses erreicht wird. Die eingesetzte Röntgentechnologie hat den Vorzug, dass sie nicht von dem Material der Isolation oder Umgebungsbedingungen abhängig ist. SIKORAs Erfahrung im Bereich dieser Messtechnik reicht über 20 Jahre zurück. In dieser Zeit wurden nahezu 2.000 Extrusionslinien mit Röntgenmesssystemen ausgestattet.
Die Geräte der X-RAY 6000 Serie sind für die Messung von Glasfaserkabeln optimal einsetzbar. Aus dem Röntgenbild werden direkt Durchmesser, minimale Wanddicke, Exzentrizität und Ovalität bestimmt. Die Messwertaufnahme erfolgt mittels eines röntgenempfindlichen Bildsensors innerhalb von Sekundenbruchteilen. Für Glasfaserkabel ist die Messtechnik besonders auch in Bezug auf das Einsparpotential interessant, das sich aus der Einbindung in die kontinuierliche Anlagenregelung ergibt. Röntgentechnik erfordert absolut keine Kalibrierung des Messsystems, so dass eine Fehlbedienung ausgeschlossen ist. Der Betrieb dieser Geräte erfüllt höchste internationale Sicherheitsstandards und ist für den Bediener und die Umwelt absolut unbedenklich.
Ist die Exzentrizität der Isolationswanddicke unkritisch und liegt der Fokus auf der Einhaltung der spezifizierten mittleren Wanddicke, so wird der Durchmesser des Glasfaserkabels im Online-Modus vor und nach dem Aufbringen der Isolationsschicht gemessen und aus der Differenz der Messwerte die mittlere Wanddicke bestimmt. Diese Messwerte sind die Basis für eine Regelung. Entsprechend hoch sind die Ansprüche hinsichtlich Präzision und Zuverlässigkeit der eingesetzten Messtechnik. SIKORA setzt in diesem Bereich seit Jahrzehnten Maßstäbe. Geregelt wird bei einer Einschichtisolation in der Regel die Liniengeschwindigkeit, bei der Mehrschichtextrusion die Drehzahl des Extruders. Im Zuge eines optimalen Einsatzes der Ressourcen, ist eine automatische Berücksichtigung der sich aus der Abkühlung der Isolationsschicht ergebenden Materialschrumpfung zu empfehlen.
Usability
Erfolgreich ist die eingesetzte Mess- und Regeltechnik nur, wenn diese eine hohe Akzeptanz beim Bediener erfährt. Dies setzt voraus, dass der Bediener durch die Technik entlastet wird und er sich auf seine Aufgaben konzentrieren kann. Schon bei der Konzeption der Mess- und Regeltechnik steht daher das Thema „Usability“ (Bedienbarkeit) im Vordergrund. Ziel muss es sein, die geforderten Daten übersichtlich zu visualisieren und damit Prozessabläufe überschaubarer zu gestalten.
Dokumentation
Eine nicht zu vernachlässigende Funktion ist die Dokumentation des Fertigungsprozesses. Eine längenbezogene Erfassung der Messwerte, gegebenenfalls in Form eines Spulen- oder Batchprotokolls gehört heute zum Standard. Zusätzlich ist die chronologische Speicherung der Daten im Zuge der Qualitätssicherung ein wichtiges Thema. Speicherplatz ist im Zuge moderner Technik heute kein Engpass mehr, erfordert aber angepasste Strukturen, damit die Daten auch nach Jahren noch rekonstruierbar sind.
Fazit
Die Fertigung von Glasfaserkabeln unter dem Aspekt der Zuverlässigkeit, der Produktivität, der Prozesssicherheit und damit der Qualitätssicherung wird heute durch ein breites Sortiment an Mess- und Regeltechnik unterstützt. SIKORA liefert hierfür die Technik und bietet in diesem Segment national und international Kompetenz in Beratung und Service.