Muovioptokuitujen valmistus ekstruusio-menetelmällä

Abstract

TAUSTAA: Optisella sektorilla kiinnostus muovioptokuituihin (POF) on viimeaikoina lisääntynyt merkittävässä määrin. Niiden tarjoamat edut, hyvät mekaaniset ominaisuudet, helppo valmistusprosessi, asennettavuus, parempi käsiteltävyys ja edulliset tuotantokustannukset, ovat lisänneet niiden kilpailukykyä lasiin ja erityisesti kupariin verrattuna. Merkittävimmät POF -tuotteet tällä hetkellä ovat polymetyylimetakrylaatista (PMMA) valmistetut step index (SI) ja multi step index (MSI) -kuidut sekä perfluoropolymeereistä (PF) valmistetut graded index (GI) -kuidut. Pääasialliset käyttöalueet näillä ovat 650 nm ja 850 nm. TARKOITUS: Tutkitaan muutamien POF -materiaalien (PMMA, PC, COC) ekstruusio-ominaisuuksia ja valmistetaan halkaisijaltaan 125-980 µm:n kaksikerroskuitua suoraan puristamalla. MENETELMÄT: Ensimmäisessä vaiheessa kartoitettiin POF -materiaalien suulakepuristusominaisuuksia Fourne -laboratoriokoneella ja kartiopuristimella. Materiaaleilla suoritettujen koeajojen perusteella valittiin materiaalikohtaisesti paras mahdollinen ekstruusiolampötila, jonka jälkeen tässä lämpötilassa kuitujen halkaisijaa kasvatettiin lisäämällä ekstruuderin ja kartiopuristimen tuottoa niiden nopeuksia kasvattamalla. Toisessa vaiheessa valmistettiin kaksikerroskuitua yhdistämällä kartiopuristin erillisellä liitoskappaleella Foume -koneeseen. TULOKSET: Koeajojen perusteella voidaan sanoa PMMA:n ja polykarbonaatin (PC) soveltuvan hyvin ekstruusioprosessointiin. COC puolestaan soveltuu heikosti kuidutettavaksi ekstruusiomenetelmällä. Kaksikerroskuitua ei pystytty valmistamaan suoraan kuidun lopulliseen dimensioon koelaitteen rakenteellisista ongelmista johtuen. /Kir10

Polymer Optical Fiber (POF) provides us an interesting optional element for optical applications. Their cheaper production costs and better assemble properties make them more competitive than comparable copper applications.The main purpose of this research was to test POF materials and their extrusion properties with single screw extruder and conical extruder. In addition to this it was also purpose to product step index (SI) fiber with extrusion processes.As the results of this research it could say that polymethylmethacrylate (PMMA) and polycarbonate (PC) are suitable for extrusion processing both with single screw extrusion and conical extrusion. Unfortunately SI fiber production does not succeed in this research. The main reason for this was structural properties of the test set up.