Das RIC®-Verfahren

Das RIC-Verfahren (Rod in Cylinder) wird in der Großserienfertigung zur Herstellung von Lichtleitfasern eingesetzt. Heraeus hat dieses Verfahren im Jahr 2002 entwickelt und seitdem immer weiter optimiert.

Geschichte des RIC-Verfahrens

Vorformen für die Produktion von Lichtleitfasern wurden lange Zeit aus einem Kernstab hergestellt, der mit einem Quarzglasrohr überfangen wurde (sogenannte Überfangrohre).

Die Größe der Überfangrohre hat im Laufe der Jahre ständig zugenommen. 2002 hat Heraeus präzise bearbeitete Hohlzylinder aus reinem Quarzglas auf den Markt gebracht, die als noch größeres Überfangprodukt dienen. Diese Zylinder hatten einen Außendurchmesser von 150 mm. Seitdem hat Heraeus den Außendurchmesser dieser sogenannten „RIC-Zylinder“ erst auf 180 mm und dann bis auf das heutige Maß von 200 mm erhöht.

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Grafik des Online-RIC-Verfahrens
Online-RIC-Verfahren

Ganz allgemein umfasst dieses Verfahren das lokale Erwärmen und Kolllabieren eines Hohlzylinders auf einen Kernstab. Es kann online in einem Faserziehturm, oder offline in einem separaten Prozess, bei dem eine Vorform für das Faserziehen entsteht, durchgeführt werden. Heraeus bietet seinen Kunden das Offline-RIC®-Verfahren als Dienstleistung an.

Offline-RIC®-Verfahren

Der Kernstab wird in das Rohr aus reinem Quarzglas eingesetzt. Diese beiden Glasteile, ein Griff und ein Startteil, bilden einen Aufbau (das sogenannte „Assembly“). Der Hohlraum zwischen dem Innendurchmesser des Rohres bzw. des Hohlzylinders und dem Kernstab wird mit Unterdruck beaufschlagt. Anschließend wird die Baugruppe lokal bis auf den Erweichungspunkt von Quarzglas erhitzt, so dass das Rohr auf den Kernstab kollabiert. Dabei fährt die Wärmequelle die gesamte Länge der des Rohres entlang, bis dieses vollständig kollabiert ist. Daraufhin wird die so entstandene Vorform geprüft und für das Ziehen vorbereitet. Heraeus bietet seinen Kunden die Durchführung dieses Verfahrens als Dienstleistung an.

Online-RIC®-Verfahren

Am Anfang dieses Verfahrens steht wie beim Offline-Verfahren die Herstellung des Assemblies. Dieses wird dann in den Ziehturm gebracht, wo die Faser direkt gezogen wird. So kann auf die Herstellung der Vorform verzichtet werden und es entstehen keine Kosten für einen zusätzlichen Umformschritt.

Kosteneinsparung

In den letzten Jahrzehnten ist der Preis für Singlemode-Lichtleitfasern für die Telekommunikation von einigen hundert Dollar pro Kilometer auf einen aktuellen Preis unter zehn Dollar pro Kilometer gesunken. Einer der ausschlaggebenden Faktoren für diese Entwicklung ist die höhere Wirtschaftlichkeit durch Massenproduktion. Je größer die Mengen sind, die ein Produzent jedes Jahr herstellen kann, desto niedriger sind die Gemeinkosten pro Einheit.

Außerdem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die individuelle Chargengröße zu erhöhen, d. h. die Kilometer an Faser, die aus einer Vorform gezogen werden. Viele Verfahren müssen unabhängig von der Größe der Vorform durchgeführt werden. Zum Beispiel können bei zunehmender Chargengröße die Kosten ein wenig höher sein, was jedoch durch die Anzahl der eingesparten Prozesse ausgeglichen wird.

So ergibt sich etwa aus fünf 90 mm-Vorformen das gleiche Volumen an Fasern wie aus einer einzelnen 150 mm-Vorform. Während die Einrichtung bis zum Beginn des Faserziehens bei einer 90 mm-Vorform ca. eine Stunde dauert, werden dafür bei einer 150 mm-Vorform zwei Stunden benötigt. Damit werden bei gleichem Produktionsvolumen drei Fünftel der Einrichtungszeit eingespart.

Das RIC®-Verfahren ermöglicht ein Outsourcen der Cladding-Kapazität

Das RIC®-Verfahren ermöglicht ein Outsourcen der Cladding-Kapazität. Der Hersteller von Lichtleitfasern braucht lediglich in die Kernstabkapazität zu investieren, was nur einen geringen Anteil des gesamten Glasbedarfs für Lichtleitfasern ausmacht. Bei RIC® 200 bildet der RIC®-Zylinder mehr als 90 % des Glases der Lichtleitfaser.

Outsourcing reduziert nicht nur den Investitionsaufwand; da keine neuen Maschinen für die Cladding-Produktion eingerichtet werden müssen, kann die Kapazität schneller erhöht werden. Dadurch verkürzt sich die Produkteinführungszeit.

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