TQM成果特纤小组-熊猫光纤应力棒基管改进.docx

江苏法尔胜泓昇集团有限公司TQM成果奖励申报表申报单位江苏法尔胜光电科技有限公司技术生产部项目建议人赵轩项目名称熊猫光纤应力棒制作工艺的改进——基管选型立项时间2015.09.01完成时间2016.2.23主要完成人员赵果简介（可加附页）：光纤应力棒是用于制造熊猫型保偏光纤的重要材料之一。以熊猫型保偏光纤的制造过程为例，其首先使用MCVD方法分别制造保偏光纤芯棒及高浓度掺硼应力棒；然后使用石英深孔技术在光纤预制棒上打出两个预先设计好的对称圆孔，再将掺硼应力棒插入打孔的光纤预制棒，组合成熊猫型保偏光纤预制棒；最后，熊猫型保偏光纤预制棒通过拉丝塔拉丝，得到熊猫型保偏光纤。在应力双折射保偏光纤中，熊猫型保偏光纤应用的最为广泛，其结构包括纤芯、应力区和包层部分，其中纤芯位于包层的中心部分，而两个圆柱状的应力区分布在纤芯的两侧。以上在应力棒制备时存在2个缺点：第一、我们应力棒采用改进的化学沉积法，大体上分为两步骤：疏松体沉积；疏松体玻璃化。利用氢氧焰加热基管使管内气体发生化学反应，生成疏松体，沉积在基管内壁上。我们选用的基管类型为30mm*3mm*1200mm，其中3mm代表壁厚，壁厚相对较厚，在氢氧焰加热时，管内温度无法使疏松体完全玻璃化，可能会在管壁内留下一串“麻点”，沉积效率低，塌缩后“麻点”会形成气泡。第二、基管壁厚较厚在塌缩时需要大量的时间，壁厚为3.0mm的基管塌缩时间为6h。在磨削工序中，磨床砂轮每次磨削应力棒0.2mm，应力棒从20mm磨削到12.46mm需要大量时间。因此我们考虑对基管壁厚进行改进，选用壁厚为2.5mm的基管，针对此种壁厚的基管重新设计Recipe，对应的氢氧气流量、对应的氮气流量及尾部压力等控制过程做出改进，使其形成一个平衡系统，新形成的Recipe命名：Sapfor-40。针对直径50mm的熊猫预制棒开发，利用壁厚为2.5mm的基管热传导性好的特点，将硼径提升到14.3mm，设计新Recipe：Sapfor-50，为公司发展50mm预制棒打下基础。技术先进性：目前公司采用直径为40mm的熊猫型预制棒拉丝，单根拉丝长度为60km左右，而采用同等长度直径为50mm的熊猫型预制棒拉丝，单根拉丝长度90km，50mm的预制棒拉丝长度比40mm预制棒要多拉1.56倍左右，产能更高，相应成本更低。直径50mm的熊猫型预制棒是公司未来发展方向。对于这种趋势，我们首先要突破50mm熊猫型预制棒所需要大硼径应力棒难题，原来采用壁厚为3mm的基管在MCVD车床上做应力棒，硼径极限为12.50mm，主要原因是现阶段应力棒采用改进型化学气相沉积法制作，利用氢氧焰加热基管使管内气体发生化学反应，并形成疏松体沉积在管内壁上，我们选用的基管壁厚为3mm，相对较厚,火焰经过管壁传导到管内后温度无法使沉积在管壁的疏松体完全玻璃化，极易在塌缩时产生数个大气泡，从而限制了硼径的大小。而采用壁厚为2.5mm的基管，氢氧焰热量更容易通过管壁传导到管内，使沉积在管内表面的疏松体更容易玻璃化，避免塌缩时产生气泡。因此我们用30mm*2.5mm*600mm的基管做大硼径的应力棒，调整后的Recipe号是：Sapfor-50。利用此Recipe，生产两根应力棒分别是TB151026和TB151029，经过PK2600测试硼径可以达到14.3mm左右，不圆度达到1%以下，符合A级棒标准，能满足50mm熊猫母棒对应力棒的直径要求。可以说为公司在50mm熊猫预制棒方向打下的坚实牢靠的基础。图一图二结论：由图一图二可见，应力棒硼径明显变大。年经济效益（包括改进前后主要经济技术指标对比、安全、劳动保护前后对比）：经济效益：基管从壁厚为3.0mm，改为2.5mm后，单根长1200mm的基管将节约将近400元。一年按照2000km熊猫保偏光纤来统计，一根预制棒可制备成品纤40km，每年将节约原材料成本2万元。如果将现在所使用的40mm组装预制棒改用50mm组装预制棒，按每年50根，每根多30公里熊猫光纤计算，拉丝总量上将增加1500km。成品率：在塌缩时所使用的氢、氧气量相对减少，做出的应力棒硼径不圆度更好。2015年应力棒共生产62根，其中A级棒40根，A级应力棒成品率为64.5%；根据新的Recipe：Sapfor-40连续做出的11根应力棒，从测试数据来看，目前A级棒成品率100%。（A级棒标准是经PK2600测试硼径不圆度小于1%。），单从应力棒成品率上提高了35.5%，单根应力棒成本5000元，按照年生产100根应力棒来计算，将节约177500元。时间效率：在相同条件下沉积效率更高，塌缩更快。壁厚为3.0mm的基管从上管到最后塌缩所用的时间为10h，壁厚为2.5mm的基管所用的时间为7h，从单根应力棒制备上就节约了3h，大大节