光纖連接器是把光纖的兩個端面精密地對接起來,使發射光纖輸出的光能量最大限度地耦合到接收光纖中。陶瓷插芯是這種光纖連接器的核心部件,它是一種由納米氧化鋯(ZrO2)材 料經一系列配方、加工而成的高精度特種陶瓷元件,其孔徑、真圓度誤差為0.5靘。所制成的連接器是可拆卸、分類的光纖活動連接器,使光通道的連接、轉換調度更加靈活,可供光通系統的調試與維護。
光纖陶瓷插芯工藝技術
光纖陶瓷插芯產品的制造運用了以下先進的工藝技術:(1)納米氧化鋯粉體注射成型材料配方和成形工藝技術;(2)內孔直徑為0.125mm、長度為12~15mm的細長微孔成形技術;(3)精度誤差為0.1μm的精密陶瓷加工技術;(4)燒結晶粒亞微米化的工藝控制方法;(5)低損耗的光通信部件,其插入損耗≤0.2dB,回波損耗≥40dB。
光纖陶瓷插芯產能消化
1、產能擴張大于需求增長。前文介紹的產能有哪些現成的消化途徑?第一大市場是什么行業,第二大市場又是什么行業?陶瓷插芯作為一個配套光通訊基礎設施的特殊部件應用狹窄,除了應用在光纖通信行業沒有其他銷路,只有唯一的市場,并沒有后備市場。那么,我們看看這光通信行業發展的增長情況怎樣。光通信基礎設施投入依賴于國家政策與運營商投入,有投資才有插芯需求。如果運營商前期投入不能產生效益,相信運營商不會連續燒錢。好像3G項目,僅在2009年一年聯通、移動和電信分別投資了300億元、600億和300億元,現在社會上有多少人使用3G手機,還會持續不斷投資嗎?
沒有持續投資,就沒有持續的行業發展,就沒有增長,插芯的庫存只能堆放在生產廠家,陶瓷插芯不像建材產品當房地產調控時可以挖掘公路、鐵路和機場市場。
2、陶瓷插芯是耐用品,不是年年都有更新需求。陶瓷插芯性能使用要求是20年,使用了一個在質量保證期內就少了一個的需求,長期耐用不需年年更換,即是說運營商要求鋪設光纖光纜后20年內不要更換,一哄而上過剩的插芯產能也許10多年后才可能消化完。
3、陶瓷插芯泡沫的前車可鑒。陶瓷插芯的生產設備是專業設備,也是只能用于生產陶瓷插芯。目前大陸光通信行業產銷兩旺刺激許多投資,很像日本在2000年光通信泡沫刺激的插芯投資,當時的情況歷歷在目,1999年和2000也是插芯和光纜短缺,行業人士非常看好光通信的發展,老廠家象京瓷、ADAMANT,TOTO大規模擴產,新企業也加盟訂購設備,殊不知這些新到設備從2001到2006都沒有啟用,拖垮了大批日本公司,也造成當時新投資企業韓國PRIME PHOTECH, 臺灣大陶,臺灣龍展威迅速退出。但愿歷史悲劇不再。
光纖陶瓷插芯行業投資
隨著國內三網融合的政策出臺,以及國際光通信市場的復蘇,有力地推動光通信行業的發展,產業鏈上下游各產品供不應求局面,光纖陶瓷插芯自然而然隨大市出現供貨緊張,特別是下半年來時有出現短缺現象。然而,在插芯行業分享市場的盛宴之下,也隱蔽著投資過渡的隱患。
2011年12月初,國內主要的陶瓷插芯生產廠家在深圳召開行業會議,交流各生產家的產銷情況和市場需求趨勢。根據參會人士消息,各插芯生產廠家都有幅度比較大的擴產,這些新增產能在2012年6月后實現批量生產,參會企業認為這可能會造成下半年的產能過剩。
另外,市場至少有六家新公司上馬的光纖陶瓷插芯項目。這些新進入的公司投資力度之大讓人咋舌,其中蘇州中光投入經費1.5億元,社會熱錢已經在插芯行業開始泛濫。
按此新老插芯廠商的投資規模,2011年六月國內插芯的月均產能達到8000萬只,是2010年底的2.2倍。
光纖連接技術分為兩大類,一類是永久性連接,常稱為固定接頭、死接頭;一類是可拆卸的活動連接,常稱為活接頭,需要使用光纖連接器。在傳輸網絡中,光纜之間的連接采用永久性連接,而光纖連接器主要用于實現系統中設備之間、設備與儀表之間、設備與光纖之間以及光纖與光纖之間的非永久性固定連接,它是光通信系統中最普遍和使用量最大的基礎無源器件。
由于陶瓷材料與石英光纖熱匹配性好,理化性能穩定,以陶瓷插芯為核心器件的光纖連接器得到了很快的發展。目前世界上陶瓷插芯幾乎全由日本廠商生產,我國有關科研院所雖然在陶瓷插芯產品
開發和相關制造技術的研究方面取得了一定的突破,但在質量、可靠性、穩定性上與國外相比還存在一定的差距,目前還未開發出針對陶瓷插芯制造的專有技術和成套生產設備,因此每年要花費大量外匯購買陶瓷插芯或引進成套生產設備。國內己建成投產的幾家規模較大陶瓷插芯生產廠家的生產工藝、原輔材料及設備都是從國外成套引進,自身不具備產品和設備的開發能力。
受加工工藝影響,批量研磨出來的陶瓷插芯的套管外圓直徑、內孔直徑相差較大,而且會出現一定的真圓度和同心度,這些參數直接決定了產品質量,因此,對陶瓷插芯的這些參數進行檢測非常必要。
與陶瓷插芯的制造技術相似,光纖連接器的檢測分析技術也是日本等發達國家處于領先地位。下面簡單介紹兩家日本公司的相關設備。
日本active公司開發的光線連接器測量產品系列包括單插芯離心距和孔徑測量儀(single ferrule eccentricity & circle accuracy),全自動單插芯離心距和孔徑測量儀(fully automatic single ferrule eccentricity & circle accuracy),多芯光纖連接器孔徑閑距測量儀(multiple core optical connector pitch),半自動單插芯內徑和離心距分揀機(semiautomatic single ferrule inner diameter and eccentricity amount sorting machine),端面檢測儀(connector / fiber endface inspection machine ( for mu / sc connector))。
其中,全自動單插芯離心距和孔徑測量儀采用圖象處理技術,手動、自動光設置,具有數據處理和保存功能,可對內徑、離心度等參數進行測量并自動分檔,顯示到0.001μm,測量精度為3б≤0.1μm,測量周期為8秒/轉。外徑功能可選,測量精度為0.1μm。
多芯光纖連接器孔徑閑距測量儀采用激光外差移位計和圖象處理技術,測量多芯光纖連接器孔徑閑距、孔徑、導孔和插芯孔等參數,具有自動對焦,圖象保存、顯示,數據處理等功能,顯示到0.001μm,測量精度為3б≤0.15μm。
日本mitutoyo(三豐)公司的真圓度儀主要有ra-100、ra-1400/1500、ra-2100、ra-h5100、ra-2100 cnc、ra-h5100 cnc等設備以及ra-2100h cnc series 211-cnc、ra-h5100cnc series 211-cnc、ra-100 series 211、ra-1400/ra-1500 series 211、ra-2100as/ds/ah/dh series 211、ra-h5100as/ah series 211等系統。