Исследователь создает сверхпростой недорогой метод изготовления оптического волокна
Кордейро создал эту инновацию во время научной стажировки в Университете Аделаиды в Австралии при поддержке стипендии Исследовательского фонда Сан-Паулу -FAPESP и в партнерстве со своим руководителем, Хейке Эбендорфом-Хайдеприем. Статью, которую написали они и третий сотрудник, опубликовали в журнале «Scientific Reports» (»Научные отчеты»).
Новый улучшенный способ создания оптического волокна
«Обычный процесс требует очень больших и дорогостоящих машин и занимает почти неделю». Наш процесс может быть завершен с помощью настольного оборудования, которое как минимум в 100 раз дешевле и занимает менее часа от исходного сырья до конечного продукта». Это позволит гораздо большему количеству исследователей и лабораторий производить собственное оптическое волокно», – сказал Кордейро.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
ЗАКРЫТЫЕ эфиры c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, остеопатами на закрытом аккаунте course.econet.ru
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
Процедура примерно похожа на метод экструзии, используемый для производства макарон: под давлением вязкий материал продавливается через матрицу, в результате чего получается волокно с соответствующей внутренней структурой. «Конечно, все это делается с гораздо большей жесткостью и точностью», – сказал Кордейро.
Исследователь создает сверхпростой недорогой метод изготовления оптического волокна
Сотни миллионов километров оптического волокна установлены по всему миру, а объем передаваемых ими данных удваивается примерно раз в два года. Они используются не только в телекоммуникациях, но и для дистанционного измерения температуры, механических напряжений, гидростатического давления или потока жидкости, среди многих других параметров.
Благодаря своей прочности и тонкости они эффективны во враждебных средах и труднодоступных местах.
Эти характеристики помогают объяснить важность инновационных производственных процессов. «Обычный процесс состоит из нескольких этапов и требует очень сложного оборудования, такого как башня для вытягивания волокон», – сказал Кордейро. «Сначала производится заготовка, гигантская версия волокна диаметром от 2 до 10 см. Эта конструкция нагревается и вытягивается башней с высоким уровнем контроля». Масса сохраняется, а диаметр уменьшается с увеличением длины. Наш метод упрощает процесс с чрезвычайно низкими затратами. Устройство, которое мы спроектировали, выполняет один непрерывный процесс, начиная с полимерных гранул и заканчивая готовым волокном».
Процедура может быть использована для изготовления не только цельного твердого волокна, в котором свет передается через сердечник с более высоким показателем преломления, но и микроструктурированного волокна, содержащего массив продольных отверстий, что улучшает контроль оптических свойств и приносит увеличение функциональности – в том числе возможность направлять свет с низкой потерей энергии в воздушном канале. Для создания микроструктур исследователи использовали титановые штампы с подходящей конструкцией.
«Для упрощения производства специального оптического волокна мы использовали оборудование и технологии, которые становятся более доступными благодаря популяризации 3-D печати», – сказал Кордейро. «Единственная требуемая машина – это компактный горизонтальный экструдер, аналогичный устройству, используемому для производства нити для 3-D принтеров». Он размером с микроволновую печь и стоит гораздо дешевле, чем тяговая башня». Титановая матрица с цельными деталями и отверстиями соединяется с выходом экструдера».
Благодаря сложной внутренней структуре волокна, исследователи изготавливали фильеры методом аддитивного производства с использованием соответствующих 3-D принтеров. Специализированные фирмы могут предоставить услуги по изготовлению добавок, поэтому единственным оборудованием, необходимым для производства волокна, является горизонтальный экструдер.
Кордейро создал эту инновацию во время научной стажировки в Университете Аделаиды в Австралии при поддержке стипендии Исследовательского фонда Сан-Паулу -FAPESP и в партнерстве со своим руководителем, Хейке Эбендорфом-Хайдеприем. Статью, которую написали они и третий сотрудник, опубликовали в журнале «Scientific Reports» (»Научные отчеты»).
«Обычный процесс требует очень больших и дорогостоящих машин и занимает почти неделю». Наш процесс может быть завершен с помощью настольного оборудования, которое как минимум в 100 раз дешевле и занимает менее часа от исходного сырья до конечного продукта». Это позволит гораздо большему количеству исследователей и лабораторий производить собственное оптическое волокно», – сказал Кордейро.
Процедура примерно похожа на метод экструзии, используемый для производства макарон: под давлением вязкий материал продавливается через матрицу, в результате чего получается волокно с соответствующей внутренней структурой. «Конечно, все это делается с гораздо большей жесткостью и точностью», – сказал Кордейро.
Сотни миллионов километров оптического волокна установлены по всему миру, а объем передаваемых ими данных удваивается примерно раз в два года. Они используются не только в телекоммуникациях, но и для дистанционного измерения температуры, механических напряжений, гидростатического давления или потока жидкости, среди многих других параметров.
Благодаря своей прочности и тонкости они эффективны во враждебных средах и труднодоступных местах.
Эти характеристики помогают объяснить важность инновационных производственных процессов. «Обычный процесс состоит из нескольких этапов и требует очень сложного оборудования, такого как башня для вытягивания волокон», – сказал Кордейро. «Сначала производится заготовка, гигантская версия волокна диаметром от 2 до 10 см. Эта конструкция нагревается и вытягивается башней с высоким уровнем контроля». Масса сохраняется, а диаметр уменьшается с увеличением длины. Наш метод упрощает процесс с чрезвычайно низкими затратами. Устройство, которое мы спроектировали, выполняет один непрерывный процесс, начиная с полимерных гранул и заканчивая готовым волокном».
Процедура может быть использована для изготовления не только цельного твердого волокна, в котором свет передается через сердечник с более высоким показателем преломления, но и микроструктурированного волокна, содержащего массив продольных отверстий, что улучшает контроль оптических свойств и приносит увеличение функциональности – в том числе возможность направлять свет с низкой потерей энергии в воздушном канале. Для создания микроструктур исследователи использовали титановые штампы с подходящей конструкцией.
«Для упрощения производства специального оптического волокна мы использовали оборудование и технологии, которые становятся более доступными благодаря популяризации 3-D печати», – сказал Кордейро. «Единственная требуемая машина – это компактный горизонтальный экструдер, аналогичный устройству, используемому для производства нити для 3-D принтеров». Он размером с микроволновую печь и стоит гораздо дешевле, чем тяговая башня». Титановая матрица с цельными деталями и отверстиями соединяется с выходом экструдера».
Благодаря сложной внутренней структуре волокна, исследователи изготавливали фильеры методом аддитивного производства с использованием соответствующих 3-D принтеров. Специализированные фирмы могут предоставить услуги по изготовлению добавок, поэтому единственным оборудованием, необходимым для производства волокна, является горизонтальный экструдер.
https://econet.ru/articles/issledovatel-sozdaet-sverhprostoy-nedorogoy-metod-izgotovleniya-opticheskogo-volokna
13.10.2020