Els fils i cables, que serveixen com a vectors principals per a la transmissió d'energia i la comunicació d'informació, tenen un rendiment que depèn directament dels processos d'aïllament i recobriment. Amb la diversificació dels requisits de la indústria moderna pel que fa al rendiment dels cables, quatre processos principals (extrusió, embolcall longitudinal, embolcall helicoïdal i immersió) demostren avantatges únics en diferents escenaris. Aquest article aprofundeix en la selecció de materials, el flux del procés i els escenaris d'aplicació de cada procés, proporcionant una base teòrica per al disseny i la selecció de cables.
1 Procés d'extrusió
1.1 Sistemes de materials
El procés d'extrusió utilitza principalment materials polimèrics termoplàstics o termoestables:
① Clorur de polivinil (PVC): Baix cost, fàcil processament, adequat per a cables de baixa tensió convencionals (per exemple, cables estàndard UL 1061), però amb poca resistència a la calor (temperatura d'ús a llarg termini ≤70 °C).
2.Polietilè reticulat (XLPE)Mitjançant reticulació amb peròxid o irradiació, la temperatura nominal augmenta fins a 90 °C (norma IEC 60502), utilitzada per a cables d'alimentació de mitjana i alta tensió.
③ Poliuretà termoplàstic (TPU): la resistència a l'abrasió compleix amb la norma ISO 4649 de grau A, utilitzada per a cables de cadena d'arrossegament de robots.
④ Fluoroplastics (per exemple, FEP): Resistència a altes temperatures (200 °C) i resistència a la corrosió química, que compleixen els requisits MIL-W-22759 per a cables aeroespacials.
1.2 Característiques del procés
Utilitza una extrusora de cargol per aconseguir un recobriment continu:
① Control de temperatura: XLPE requereix un control de temperatura de tres etapes (zona d'alimentació 120 °C → zona de compressió 150 °C → zona d'homogeneïtzació 180 °C).
② Control del gruix: l'excentricitat ha de ser ≤5% (tal com s'especifica a GB/T 2951.11).
③ Mètode de refredament: refredament per gradient en un canal d'aigua per evitar l'esquerdament per tensió de cristal·lització.
1.3 Escenaris d'aplicació
① Transmissió d'energia: cables aïllats XLPE de 35 kV i inferiors (GB/T 12706).
② Arnesos de cablejat per a automòbils: aïllament de PVC de paret fina (estàndard ISO 6722, gruix de 0,13 mm).
③ Cables especials: cables coaxials aïllats amb PTFE (ASTM D3307).
2 Procés d'embolcall longitudinal
2.1 Selecció de materials
① Tires metàl·liques: 0,15 mmcinta d'acer galvanitzat(Requisits GB/T 2952), cinta d'alumini recoberta de plàstic (estructura Al/PET/Al).
② Materials que bloquegen l'aigua: cinta adhesiva termoadhesiva recoberta amb adhesiu (taxa d'inflamació ≥500%).
③ Materials de soldadura: filferro de soldadura d'alumini ER5356 per a soldadura per arc d'argó (estàndard AWS A5.10).
2.2 Tecnologies clau
El procés d'embolcall longitudinal consta de tres passos principals:
① Conformació de tires: doblegar tires planes en forma d'U → O mitjançant laminació en diverses etapes.
② Soldadura contínua: soldadura per inducció d'alta freqüència (freqüència 400 kHz, velocitat 20 m/min).
③ Inspecció en línia: Provador de guspira (tensió de prova de 9 kV/mm).
2.3 Aplicacions típiques
① Cables submarins: embolcall longitudinal de doble capa d'acer (resistència mecànica estàndard IEC 60840 ≥400 N/mm²).
② Cables de mineria: funda d'alumini corrugat (MT 818.14 resistència a la compressió ≥20 MPa).
③ Cables de comunicació: blindatge longitudinal compost d'alumini-plàstic (pèrdua de transmissió ≤0,1 dB/m a 1 GHz).
3 Procés d'embolcall helicoïdal
3.1 Combinacions de materials
① Cinta de mica: contingut de moscovita ≥95% (GB/T 5019.6), temperatura de resistència al foc 1000 °C/90 min.
② Cinta semiconductora: Contingut de negre de carboni 30%～40% (resistivitat volumètrica 10²～10³ Ω·cm).
③ Cintes compostes: pel·lícula de polièster + teixit no teixit (gruix 0,05 mm ±0,005 mm).
3.2 Paràmetres del procés
① Angle d'embolcall: 25°～55° (un angle més petit proporciona una millor resistència a la flexió).
② Relació de solapament: 50%～70% (els cables ignífugs requereixen un solapament del 100%).
③ Control de tensió: 0,5～2 N/mm² (control de bucle tancat del servomotor).
3.3 Aplicacions innovadores
① Cables d'energia nuclear: embolcall de cinta de mica de tres capes (qualificat per a la prova LOCA estàndard IEEE 383).
② Cables superconductors: Cinta semiconductora que bloqueja l'aigua (taxa de retenció de corrent crític ≥98%).
③ Cables d'alta freqüència: embolcall de pel·lícula de PTFE (constant dielèctrica 2,1 a 1 MHz).
4 Procés de recobriment per immersió
4.1 Sistemes de recobriment
① Recobriments d'asfalt: Penetració 60～80 (0,1 mm) a 25 °C (GB/T 4507).
② Poliuretà: Sistema de dos components (NCO∶OH = 1.1:1), adherència ≥3B (ASTM D3359).
③ Nanorecobriments: resina epoxi modificada amb SiO₂ (prova de boira salina >1000 h).
4.2 Millores de processos
① Impregnació al buit: Pressió de 0,08 MPa mantinguda durant 30 min (taxa d'ompliment dels porus > 95%).
② Curat UV: longitud d'ona 365 nm, intensitat 800 mJ/cm².
③ Assecat en gradient: 40 °C × 2 h → 80 °C × 4 h → 120 °C × 1 h.
4.3 Aplicacions especials
① Conductors aeris: recobriment anticorrosió modificat amb grafè (densitat del dipòsit de sal reduïda en un 70%).
② Cables de bord: recobriment de poliurea autoreparable (temps de curació de fissures <24 h).
③ Cables enterrats: recobriment semiconductor (resistència de terra ≤5 Ω·km).
5 Conclusió
Amb el desenvolupament de nous materials i equips intel·ligents, els processos de recobriment estan evolucionant cap a la composició i la digitalització. Per exemple, la tecnologia combinada d'extrusió-embolcall longitudinal permet la producció integrada de coextrusió de tres capes + funda d'alumini, i els cables de comunicació 5G utilitzen aïllament compost de nanorecobriment + embolcall. La innovació de processos futurs ha de trobar l'equilibri òptim entre el control de costos i la millora del rendiment, impulsant el desenvolupament d'alta qualitat de la indústria del cable.
Data de publicació: 31 de desembre de 2025