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Los husillos de bolas de largo recorrido impulsan la optimización de la producción de filamentos de fibra óptica 5G

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Entrega de hilos de fibra óptica para las comunicaciones 5G

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La tecnología fundamental de los husillos de bolas no ha cambiado mucho desde 1929, cuando Rudolph G. Boehm patentó lo que llamó una tuerca "antifricción". La capacidad de mover cargas pesadas con suavidad y precisión es un proceso clave que sigue permitiendo la innovación en ingeniería hoy en día. En ningún lugar es más evidente que en la producción de filamentos de fibra óptica, donde los husillos de bolas están ayudando a los fabricantes a satisfacer la creciente demanda de cables de fibra óptica generada por las comunicaciones 5G.

Suministro de filamentos de fibra óptica para las comunicaciones 5G

Los operadores inalámbricos apenas están comenzando a desplegar las comunicaciones 5G, pero las expectativas, incluso las estimaciones más conservadoras, proyectan un aumento de la velocidad de al menos 10 veces con respecto a 4G. Esto afectará a todo, desde los teléfonos móviles y los ordenadores portátiles hasta los coches sin conductor. La realización de las comunicaciones 5G está impulsando la demanda de cable de fibra óptica de gran ancho de banda, lo que requiere una mejora continua en el proceso de fabricación de la fibra óptica. Esto comienza con la creación de varillas de sílice multicapa altamente tratadas, llamadas preformas. Éstas proporcionan la sílice que finalmente se dibujará en filamentos de aproximadamente el ancho de un cabello humano y se unirá con cientos de filamentos similares para producir los cables de transmisión de fibra óptica que llevarán las señales 5G.

Para iniciar la conversión de la preforma en un solo filamento, un técnico sube a la parte superior de una torre de trefilado y la carga en un mecanismo de alimentación que la hará descender a un horno de alta temperatura. Una vez que la preforma llega al elemento calefactor, la gravedad toma el control y la sílice fundida gotea y se estrecha hasta alcanzar el diámetro previsto. A medida que se enfría y endurece, el filamento pasa por un micrómetro láser para garantizar una consistencia de anchura del 99%. A continuación, se coloca en una bobina que recoge hasta 10 kilómetros de filamento antes de transferirlo a un fabricante para que lo incorpore al cable final.

Para el éxito del proceso es fundamental el control de la velocidad con la que el sistema alimenta la preforma. Debido a la delgada naturaleza de la fibra, un movimiento lento y constante de la unidad de alimentación (un metro por hora) garantiza la estabilidad de la producción. Si es más rápido, el horno no podrá fundir la preforma con la suficiente rapidez. Cualquier movimiento más lento romperá la continuidad del flujo. Muchos de los principales productores de hilo de fibra óptica del mundo consiguen esto con la tecnología de husillo de bolas, que proporciona una gran estabilidad y un movimiento suave a velocidades tan bajas.

Selección de husillos de bolas para torres de tracción de fibra óptica

En una configuración típica de husillo de bolas, el mecanismo de alimentación se ancla a la tuerca del husillo de bolas con una varilla. La tuerca se desplaza por el husillo de bolas orientado verticalmente, llevando consigo el mecanismo de alimentación de preformas hacia la unidad de calentamiento. La distancia de desplazamiento necesaria desde la parte superior de la torre de estirado hasta el horno es de 6 a 8 metros, lo que requiere un tornillo largo.

Para optimizar la producción de cable de fibra óptica, hay que tener en cuenta tres factores importantes:

- El diámetro de paso. El control de la velocidad y la eficiencia se ven afectados por el paso. Las dimensiones estándar, como 50 x 10 mm, 63 x 10 mm y 80 x 10 mm, son ideales para garantizar una producción de filamento de fibra óptica lenta y constante.

- Carreras largas. La longitud del recorrido de la preforma desde la inserción hasta el calentamiento del elemento es de unos seis metros. Lo mejor es hacerlo sólo con un husillo de bolas, que requiere ejes de hasta ocho metros de longitud.

- Diámetro. El diámetro del husillo también es un factor que influye en la robustez, el funcionamiento, la estabilidad y la durabilidad del movimiento. Los diámetros de 50, 63 y 80 mm son los mejores para evitar que el tornillo se doble debido a la larga carrera.

Impulsar las comunicaciones de próxima generación

La producción automatizada de cable de fibra óptica es sólo una de las formas en que los husillos de bolas están permitiendo una nueva generación de tecnología de comunicaciones. Thomson Industries, por ejemplo, tiene clientes que utilizan husillos de bolas en las puertas de los hornos utilizados para procesar zafiro para los protectores de pantalla de los teléfonos móviles y para alimentar los electrodos de las máquinas de bobinado de las baterías de litio que se utilizarán en los coches eléctricos.

Aunque los fundamentos son los mismos, la tecnología de los husillos a bolas sigue avanzando en flexibilidad y aplicabilidad. Compañías como Thomson están apoyando una innovación aún más avanzada en otras industrias, empujando constantemente el sobre en el manejo de cargas pesadas, longitudes de carrera, compacidad e inteligencia a bordo, que proporcionará el control de movimiento necesario para apoyar la aparición de 5G y futuras generaciones también.