Der Glasfaser-Ziehturm

Um der immensen Nachfrage an Glasfaser für Telekommunikationsanwendungen nachzukommen, sahen sich weltweit viele Unternehmen dazu verpflichtet, neue Produktionsstätten mit ebenfalls neuen Glasfaser-Ziehtürmen zu bauen. Der Herstellungsprozess der Glasfasern ist bei allen Herstellern sehr ähnlich.

Die perfekte Glasfaserstruktur mit ausgezeichneten Eigenschaften und Leistungen sowie einer optimalen Lebensdauer, setzt jedoch ein gewisses Know-how voraus, das bislang ein Geheimnis geblieben ist. Die Leistungsniveaus der Messgeräte sowie die Prozesssteuerung sind somit ausschlaggebend, um sicherzustellen, dass die Qualitätsstandards der Hersteller erreicht werden.

Welche Eigenschaften zeichnen einen Glasfaser-Ziehturm aus ?

Die Glasfaser wird aus einem purem Multilayerglasstab gezogen, der Preform genannt wird. Dieser dicke Glasstab (meist 20 cm Umfang und 2 m Höhe) wird senkrecht oben in einen Metallturm eingeführt. Da die Glasfaser durch "Ziehen" erhalten wird, wird die hierfür verwendete Anlage allgemein Ziehturm genannt.

 

Ziehtürme sind etwa 30 bis 45 Meter hoch und kommen meist in der Industrie zum Einsatz. Unterschiedliche Ausrüstungen oben und unten am Ziehturm sind nötig, um den Ziehvorgang durchführen und kontrollieren zu können. Oben am Ziehturm wird die Preform bis auf den Schmelzpunkt in einem Ofen erhitzt, bis sich langsam ein Tropfen bildet, der gezogen wird, um die Glasfaser ziehen zu können. Zu Beginn des Ziehvorgangs, hilft ein mit Helium gefülltes Kühlrohr, die Temperatur vor dem Coating der Glasfaser zu senken. Das Coating kann in einem oder in zwei Schritten geschehen. Hierbei wird ein Ofen benötigt, um sicherzustellen, dass das Coating ausgehärtet wird, bevor die Glasfaser mit den Spulen in Kontakt kommt. Heute werden immer öfter hochleistungsfähige UV-LEDs verwendet, um die Coatings auszuhärten (anstelle von Glühlampen, um den Stromverbrauch zu senken und Platz im Ziehturm zu schaffen).

Steuerung des Ziehvorgangs

Der Ziehturm ist mit zahlreichen Messinstrumenten ausgestattet, die alle relevanten Parameter kontrollieren, um den Prozess zu optimieren:

§  Messungen des Durchmessers der nackten Faser (oben) und der beschichteten Faser (unten).

§  Position der Faser (X-Y) und vor allem der Ausrichtung der Geräte am gesamten Ziehturm.

§  Messung der Zugspannung, um die Geschwindigkeit und Temperatur des Ziehvorgangs anzupassen.

§  Erfassung interner Defekte im Glas sowie in den Coating-Schichten, um die Qualität der erhaltenen Glasfaser gewährleisten zu können.

§  Knoten- und Einschnürungsdetektion nach dem zweiten Coating.

Digitale Ein- und Ausgänge, analoge Ausgänge (Spannung oder Stromstärke), RS232 sowie ein Feldbus ermöglichen diese Geräte für wiederholte Anwendungen und die Analyse der Messwerte mit dem SPS des Ziehturms zu verbinden. Diese spezifischen Instrumente ermöglichen im Allgemeinen, die Parameter von Produkt und Ziehturm zu bewahren, zu speichern und zu analysieren. Da Glasfasern rund um die Uhr und nahezu das ganze Jahr über hergestellt werden, müssen diese Geräte besonders zuverlässig sein. Die erhöhte Ziehgeschwindigkeit ist hierbei ein wichtiger Faktor der Produktionsverbesserung, weshalb die Messinstrumente besonders leistungsstark und schnell sein müssen, um die vollständige In-Line-Zertifizierung der Glasfaser zu ermöglichen.