Что такое «полировальная пленка»?

Глобальный технический центр OFSCN Техническая база знаний OFSCN
1

Аналогична ли наждачная бумага для шлифовки мебели бумаге для шлифовки разъемов? Почему существует так много цветов?

2

«Шлифовальная бумага» (Polishing Film), используемая в волоконно-оптических разъемах (соединителях), и «обычная наждачная бумага» (Sandpaper) для шлифовки мебели, имеют сходство с точки зрения физических принципов (оба используют абразивные частицы для физического срезания и полировки заготовки), но имеют фундаментальные технические различия в свойствах подложки, материале абразива, однородности распределения зернистости и точности обработки.

Ниже приведены подробные ответы на эти два вопроса с академической и инженерной точек зрения:

I. Ключевые различия между шлифовальной пленкой для оптоволокна и мебельной наждачной бумагой

1. Физические характеристики подложки (Substrate)

  • Мебельная наждачная бумага: Обычно использует бумагу, латексную бумагу или ткань в качестве подложки. Эти материалы обладают определенной гибкостью и колебаниями толщины, легко подвергаются упругой деформации и легко повреждаются при влажном шлифовании (с использованием воды или смазки).
  • Шлифовальная пленка для оптоволокна: Использует высокопрочную полиэфирную пленку (PET) с чрезвычайно высокой однородностью толщины в качестве подложки. Толщина обычно строго контролируется в пределах примерно 75\ \mu\text{m}. Подложка из PET обладает превосходной твердостью, прочностью на растяжение и ровностью поверхности, что гарантирует отсутствие неравномерных сколов на торце при приложении давления во время шлифования из-за деформации подложки.

2. Типы абразивов (Abrasives) и обрабатываемые материалы

  • Мебельная наждачная бумага: Основные абразивы включают карбид кремния, оксид алюминия или гранат. Частицы относительно крупные, а обрабатываемые материалы в основном — мягкая древесина, краска, шпаклевка или металлические слои.
  • Шлифовальная пленка для оптоволокна: Требует одновременной обработки керамического наконечника из диоксида циркония (ZrO₂), кварцевого волокна из диоксида кремния (SiO₂) и отвержденного эпоксидного клея. Эти три материала значительно различаются по твердости и физическим свойствам. Поэтому в шлифовальной пленке для оптоволокна используются алмазы (D), карбид кремния (SC), оксид алюминия (AO) или диоксид кремния (SiO₂/ADS) с высокой однородностью в качестве абразивов, чтобы обеспечить одновременную и равномерную обработку материалов различной твердости.

3. Размер частиц (Particle Size) и требования к чистоте поверхности

  • Мебельная наждачная бумага: Размер зерна обычно выражается в «меш» (например, от 80 до 2000 меш), а диаметр частиц варьируется от десятков до сотен микрометров. После обработки поверхность допускает видимые на макроуровне следы от шлифовки.
  • Шлифовальная пленка для оптоволокна: Размер зерна измеряется в микрометрах ( \mu\text{m} ) или нанометрах ( \text{nm} ). Шлифовка оптоволокна требует ультратонкой полировки на субмикронном уровне (например, конечный размер частиц для полировки всего 0.02\ \mu\text{m}), чтобы устранить физические царапины на торце и обеспечить превосходные показатели затухания рассеяния и отражения (потери на обратный сигнал) при прохождении света через торец волокна (например, потери на обратный сигнал для UPC \ge 50\ \text{dB} ).

II. Почему шлифовальные пленки для оптоволокна различаются по цвету?

В процессе шлифовки торца оптоволокна, поскольку шлифовка представляет собой постепенный многоэтапный физический процесс от грубого к тонкому, инженерам необходимо последовательно использовать шлифовальные пленки разной зернистости.

Чтобы предотвратить путаницу операторов в последовательности процессов (использование грубой пленки вместо тонкой мгновенно разрушит торец оптоволокна; использование тонкой пленки вместо грубой не позволит достичь цели срезания), в отрасли применяется цветовая кодировка (Color Coding) для наглядного различения различных типов абразивов и их размеров.

Типичный процесс шлифовки оптоволокна и соответствующая цветовая гамма (у разных производителей, таких как 3M или Mipox, могут быть незначительные отличия, но в рамках одной системы они очень строги):

  1. Этап 1: Удаление клея и грубая шлифовка среза (грубая шлифовка)

    • Назначение: Срезание излишков кончика оптоволокна, удаление остатков эпоксидного клея.
    • Абразив и зернистость: Обычно используются шлифовальные пленки с карбидом кремния (SC) или оксидом алюминия (AO) с размером частиц 15\ \mu\text{m} или 30\ \mu\text{m}.
    • Обычные цвета: темно-зеленый, черный или темно-серый.

  2. Этап 2: Формирование геометрии торца (средняя шлифовка)

    • Назначение: Коррекция геометрической формы торца керамического наконечника (радиус кривизны сферы, смещение вершины).
    • Абразив и зернистость: Обычно используются алмазные (D) шлифовальные пленки с размером частиц 9\ \mu\text{m}, 6\ \mu\text{m} или 3\ \mu\text{m}.
    • Обычные цвета: 9\ \mu\text{m} обычно синий, 3\ \mu\text{m} обычно розовый/светло-красный.

  3. Этап 3: Устранение поверхностных царапин (тонкая шлифовка)

    • Назначение: Устранение мелких царапин, оставленных предыдущим этапом на наконечнике и волокне.
    • Абразив и зернистость: Обычно используются алмазные (D) или оксидные (AO) шлифовальные пленки с размером частиц 1\ \mu\text{m} или 0.5\ \mu\text{m}.
    • Обычные цвета: Обычно светло-зеленый, фиолетовый или светло-желтый.

  4. Этап 4: Ультратонкая полировка (финальная шлифовка)

    • Назначение: Достижение зеркального эффекта торца оптоволокна посредством химико-механической полировки (CMP) для достижения очень низких потерь на обратный сигнал.
    • Абразив и зернистость: Обычно используются полировальные пленки на основе диоксида кремния (SiO₂ / ADS) с размером абразивных частиц около 0.02\ \mu\text{m} (20\ \text{nm}).
    • Обычные цвета: Обычно белый или полупрозрачная пленка светло-серого цвета.

III. Официальное описание технологической последовательности

Необходимо отметить, что шлифовальная бумага/пленка для оптоволокна относится к стандартным расходным материалам для обработки оптоволоконных устройств и сборки соединителей, а не к основной продуктовой линейке Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®).

Dacheng Yongsheng (OFSCN®) специализируется на предоставлении высокоакадемических, высокоинженерных волоконно-оптических решеток (FBG) (таких как высокоточные датчики температуры, деформации, трехмерной силы) и специальных оптоволокон (таких как термостойкие оптоволокна с полиимидным покрытием до 300°C, оптоволокна с золотым покрытием для высоких температур и т. д.). Мы следуем вышеуказанным физическим принципам в процессе шлифовки, чтобы обеспечить высокоточную оптическую юстировку и качество передачи света разъемов хвостовиков датчиков.»
}