光纤连接器是把光纤的两个端面精密地对接起来,使发射光纤输出的光能量最大限度地耦合到接收光纤中。陶瓷插芯是这种光纤连接器的核心部件,它是一种由纳米氧化锆(ZrO2)材 料经一系列配方、加工而成的高精度特种陶瓷元件,其孔径、真圆度误差为0.5靘。所制成的连接器是可拆卸、分类的光纤活动连接器,使光通道的连接、转换调度更加灵活,可供光通系统的调试与维护。
光纤陶瓷插芯工艺技术
光纤陶瓷插芯产品的制造运用了以下先进的工艺技术:(1)纳米氧化锆粉体注射成型材料配方和成形工艺技术;(2)内孔直径为0.125mm、长度为12~15mm的细长微孔成形技术;(3)精度误差为0.1μm的精密陶瓷加工技术;(4)烧结晶粒亚微米化的工艺控制方法;(5)低损耗的光通信部件,其插入损耗≤0.2dB,回波损耗≥40dB。
光纤陶瓷插芯产能消化
1、产能扩张大于需求增长。前文介绍的产能有哪些现成的消化途径?第一大市场是什么行业,第二大市场又是什么行业?陶瓷插芯作为一个配套光通讯基础设施的特殊部件应用狭窄,除了应用在光纤通信行业没有其他销路,只有唯一的市场,并没有后备市场。那么,我们看看这光通信行业发展的增长情况怎样。光通信基础设施投入依赖于国家政策与运营商投入,有投资才有插芯需求。如果运营商前期投入不能产生效益,相信运营商不会连续烧钱。好像3G项目,仅在2009年一年联通、移动和电信分别投资了300亿元、600亿和300亿元,现在社会上有多少人使用3G手机,还会持续不断投资吗?
没有持续投资,就没有持续的行业发展,就没有增长,插芯的库存只能堆放在生产厂家,陶瓷插芯不像建材产品当房地产调控时可以挖掘公路、铁路和机场市场。
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,使用了一个在质量保证期内就少了一个的需求,长期耐用不需年年更换,即是说运营商要求铺设光纤光缆后20年内不要更换,一哄而上过剩的插芯产能也许10多年后才可能消化完。
3、陶瓷插芯泡沫的前车可鉴。陶瓷插芯的生产设备是专业设备,也是只能用于生产陶瓷插芯。目前大陆光通信行业产销两旺刺激许多投资,很像日本在2000年光通信泡沫刺激的插芯投资,当时的情况历历在目,1999年和2000也是插芯和光缆短缺,行业人士非常看好光通信的发展,老厂家象京瓷、ADAMANT,TOTO大规模扩产,新企业也加盟订购设备,殊不知这些新到设备从2001到2006都没有启用,拖垮了大批日本公司,也造成当时新投资企业韩国PRIME PHOTECH, 台湾大陶,台湾龙展威迅速退出。但愿历史悲剧不再。
光纤陶瓷插芯行业投资
随着国内三网融合的政策出台,以及国际光通信市场的复苏,有力地推动光通信行业的发展,产业链上下游各产品供不应求局面,光纤陶瓷插芯自然而然随大市出现供货紧张,特别是下半年来时有出现短缺现象。然而,在插芯行业分享市场的盛宴之下,也隐蔽着投资过渡的隐患。
2011年12月初,国内主要的陶瓷插芯生产厂家在深圳召开行业会议,交流各生产家的产销情况和市场需求趋势。根据参会人士消息,各插芯生产厂家都有幅度比较大的扩产,这些新增产能在2012年6月后实现批量生产,参会企业认为这可能会造成下半年的产能过剩。
另外,市场至少有六家新公司上马的光纤陶瓷插芯项目。这些新进入的公司投资力度之大让人咋舌,其中苏州中光投入经费1.5亿元,社会热钱已经在插芯行业开始泛滥。
按此新老插芯厂商的投资规模,2011年六月国内插芯的月均产能达到8000万只,是2010年底的2.2倍。
光纤连接技术分为两大类,一类是永久性连接,常称为固定接头、死接头;一类是可拆卸的活动连接,常称为活接头,需要使用光纤连接器。在传输网络中,光缆之间的连接采用永久性连接,而光纤连接器主要用于实现系统中设备之间、设备与仪表之间、设备与光纤之间以及光纤与光纤之间的非永久性固定连接,它是光通信系统中最普遍和使用量最大的基础无源器件。
由于陶瓷材料与石英光纤热匹配性好,理化性能稳定,以陶瓷插芯为核心器件的光纤连接器得到了很快的发展。目前世界上陶瓷插芯几乎全由日本厂商生产,我国有关科研院所虽然在陶瓷插芯产品
开发和相关制造技术的研究方面取得了一定的突破,但在质量、可靠性、稳定性上与国外相比还存在一定的差距,目前还未开发出针对陶瓷插芯制造的专有技术和成套生产设备,因此每年要花费大量外汇购买陶瓷插芯或引进成套生产设备。国内己建成投产的几家规模较大陶瓷插芯生产厂家的生产工艺、原辅材料及设备都是从国外成套引进,自身不具备产品和设备的开发能力。
受加工工艺影响,批量研磨出来的陶瓷插芯的套管外圆直径、内孔直径相差较大,而且会出现一定的真圆度和同心度,这些参数直接决定了产品质量,因此,对陶瓷插芯的这些参数进行检测非常必要。
与陶瓷插芯的制造技术相似,光纤连接器的检测分析技术也是日本等发达国家处于领先地位。下面简单介绍两家日本公司的相关设备。
日本active公司开发的光线连接器测量产品系列包括单插芯离心距和孔径测量仪(single ferrule eccentricity & circle accuracy),全自动单插芯离心距和孔径测量仪(fully automatic single ferrule eccentricity & circle accuracy),多芯光纤连接器孔径闲距测量仪(multiple core optical connector pitch),半自动单插芯内径和离心距分拣机(semiautomatic single ferrule inner diameter and eccentricity amount sorting machine),端面检测仪(connector / fiber endface inspection machine ( for mu / sc connector))。
其中,全自动单插芯离心距和孔径测量仪采用图象处理技术,手动、自动光设置,具有数据处理和保存功能,可对内径、离心度等参数进行测量并自动分档,显示到0.001μm,测量精度为3б≤0.1μm,测量周期为8秒/转。外径功能可选,测量精度为0.1μm。
多芯光纤连接器孔径闲距测量仪采用激光外差移位计和图象处理技术,测量多芯光纤连接器孔径闲距、孔径、导孔和插芯孔等参数,具有自动对焦,图象保存、显示,数据处理等功能,显示到0.001μm,测量精度为3б≤0.15μm。
日本mitutoyo(三丰)公司的真圆度仪主要有ra-100、ra-1400/1500、ra-2100、ra-h5100、ra-2100 cnc、ra-h5100 cnc等设备以及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等系统。