減少光纖面板纖維破損工藝研究

摘 要：文章分析了暗點成因，研究皮層厚度、操作對纖維破損的影響。對細化工藝操作提出了要求，從減少光纖面板纖維破損方面，減少暗點，對改善光纖面板產(chǎn)品品相起到一定的借鑒作用。

關鍵詞：光纖面板；纖維破損；暗點；品相

1 暗點與纖維破損的關系

1.1 暗點定義

暗點：任何小于面板平均漫射透過率70%的區(qū)域。對于單纖維直徑為5.5±0.5μm和3.0±0.3μm的面板，透過率低于70%的區(qū)域，相連接的纖維寬度大于24μm作暗點計?，F(xiàn)在對于暗點的要求越來越嚴格，文章把超過3根單纖維組成的點計做暗點。如圖1，中心區(qū)域發(fā)暗纖維約5-7根，互為相鄰，暗點產(chǎn)生在復絲界面。

1.2 暗點成因

暗點多產(chǎn)生于光纖面板復絲界面，光纖面板原材料、環(huán)境濕度、拉絲溫度在傳統(tǒng)的拉絲工藝下，已經(jīng)得到較好控制，但由于人員操作的差異化，控制起來沒那么容易，是可以深入挖掘的因素。下文將對纖維皮層厚度、人員操作具體分析。

2 皮層厚度與纖維破損的關系

2.1 光纖傳光原理

光纖面板是由芯料、皮料和光吸收玻璃三種材料經(jīng)過單纖拉制、復合棒排列、復合光纖拉制、熱熔壓、冷加工等主要工序形成的光學纖維透鏡，其中芯料的主要作用是傳遞能量和圖像信息，皮料的主要作用是保證圖像信息在光纖中以全反射的方式進行傳遞，如圖2。光線在光纖芯皮界面全反射時，光波將透入皮層一定深度，并沿平行界面的方向傳播一段距離，再返回芯料，透入皮層的這個波叫倏逝波。倏逝波在皮層傳播的距離一般為一個波長，進入深度則取決于光波波長和入射角度。當光纖皮層厚度小于光波透入深度時，光波將從皮層逃逸，影響光纖的透過率和成像質量。如果某根纖維皮層在拉絲排屏過程中受到碰撞、摩擦，導致最終的皮層厚度減小，可能造成漏光，影響纖維透過率，產(chǎn)生暗點。

2.2 增加皮層厚度工藝摸索

根據(jù)上述分析，文章進行了工藝試驗。試驗2是在試驗1的基礎上增加單絲及一次復絲絲徑，分別是試驗1的1.4倍和1.3倍。實現(xiàn)了皮層厚度分別為1.4倍和1.3倍。兩個試驗的其他工藝保持相同。圖3、圖4為試驗1和試驗2的產(chǎn)品內部暗點對比圖。試驗2增加了皮層厚度后，從而增加了纖維耐磨性。在同等工藝前提下，可以彌補由操作帶來的纖維破損，從而減少暗點。

3 人員操作與纖維破損的關系

3.1 光纖拉制、排列工藝簡述

傳統(tǒng)光纖面板一般經(jīng)過兩次復合光纖拉制、排列，熔壓后制成。在光纖拉制、排列過程中包含二十幾道小工序，其中管棒組合、撿絲、擺絲、挑絲等都是人工操作。目前，國內生產(chǎn)光纖面板還未能實現(xiàn)自動化替代人工，因為機械始終替代不了人工的精細。但隨著產(chǎn)量增加，人員增加，人工操作的劣勢也逐漸顯現(xiàn)。所有員工的操作不能夠做到整齊劃一，操作過程對光纖的摩擦會帶來光纖表面的破損。一次復絲和二次復絲表面的破損很容易形成暗點。

3.2 操作細節(jié)要求

經(jīng)過長時間的摸索，文章對拉絲排屏操作進行了更加細化的研究，對操作細節(jié)提出更高的要求，進一步減少纖維破損。文章設計了金屬模具，金屬模具具有精度高，耐磨損的特點，同時對模具進行了工藝處理，使光纖與模具接觸并不會損害絲。使用文章模具，可以實現(xiàn)光纖一層一層順序排列（圖5）。

工藝操作細化要求如下：（1）管棒組合：輕拿輕放，減少芯、皮表面磨損；（2）復合光纖拉制：控制撿絲頻率，減少復絲磨損；（3）光纖擺放：擺放過程盡量避免絲與絲碰撞或摩擦；（4）光纖清潔：絲與絲分散開，不堆積；（5）復合光纖排列：一層一層順序排列，避免絲與絲之間摩擦，做好人的皮膚和屏段的隔離等。

4 取得的成果

通過上述試驗研究，使產(chǎn)品內部暗點明顯減少。圖6、圖7是提高操作要求和改良拉絲排屏模具工藝摸索前后的產(chǎn)品內部質量對比情況。

圖6中，顏色發(fā)暗的纖維明顯多于圖7。圖7是工藝摸索后產(chǎn)品品相，看上去很舒服。在光纖面板生產(chǎn)過程中，追求的是精細化操作，一根纖維發(fā)暗，它與周圍光纖相互作用，就會形成暗點，嚴重者導致產(chǎn)品報廢，引起產(chǎn)品合格率的波動。文章進行研究的意義就是將暗點控制在萌芽中，遏制其進一步影響產(chǎn)品質量。

5 結論

（1）增加單絲及一次復絲皮層厚度可以增加纖維耐磨性，彌補不良操作帶來的纖維破損；（2）從工藝操作上提高要求，可以減少光纖拉制、排列過程中帶來的纖維碰撞和摩擦，減少纖維破損；（3）合適的模具可以輔助光纖拉制、排列。減少纖維的磨損絲的碰撞，減少纖維破損；（4）以上研究內容可以有效減少光纖面板纖維破損，從而減少暗點，提升產(chǎn)品品相。

參考文獻

[1]西北輕工學院.玻璃工藝學[M].輕工業(yè)出版社，1982.

作者簡介：任曉嬌（1987-），女，吉林白城人，碩士研究生，從事技術工作，研究方向：材料物理與化學。