Os fíos e cables, que serven como soportes principais para a transmisión de enerxía e a comunicación de información, teñen un rendemento que depende directamente dos procesos de illamento e revestimento. Coa diversificación dos requisitos da industria moderna para o rendemento dos cables, catro procesos principais (extrusión, envoltura lonxitudinal, envoltura helicoidal e revestimento por inmersión) demostran vantaxes únicas en diferentes escenarios. Este artigo afonda na selección de materiais, o fluxo do proceso e os escenarios de aplicación de cada proceso, proporcionando unha base teórica para o deseño e a selección de cables.
1 Proceso de extrusión
1.1 Sistemas de materiais
O proceso de extrusión emprega principalmente materiais poliméricos termoplásticos ou termoestables:
① Cloruro de polivinilo (PVC): baixo custo, fácil procesamento, axeitado para cables de baixa tensión convencionais (por exemplo, cables estándar UL 1061), pero con pouca resistencia á calor (temperatura de uso a longo prazo ≤70 °C).
2.Polietileno reticulado (XLPE)Mediante reticulación con peróxido ou irradiación, a temperatura nominal aumenta ata os 90 °C (norma IEC 60502), utilízase para cables de alimentación de media e alta tensión.
③ Poliuretano termoplástico (TPU): a resistencia á abrasión cumpre coa norma ISO 4649 de grao A, úsase para cables de cadeas de arrastre para robots.
④ Fluoroplastos (por exemplo, FEP): resistencia a altas temperaturas (200 °C) e á corrosión química, cumprindo os requisitos da norma MIL-W-22759 para cables aeroespaciais.
1.2 Características do proceso
Emprega unha extrusora de parafuso para conseguir un revestimento continuo:
① Control da temperatura: o XLPE require un control da temperatura en tres etapas (zona de alimentación 120 °C → zona de compresión 150 °C → zona de homoxeneización 180 °C).
② Control do grosor: a excentricidade debe ser ≤5 % (segundo o especificado en GB/T 2951.11).
③ Método de arrefriamento: arrefriamento por gradiente nunha canle de auga para evitar a fisuración por tensión da cristalización.
1.3 Escenarios de aplicación
① Transmisión de enerxía: cables illados XLPE de 35 kV e inferiores (GB/T 12706).
② Arneses de cableado para automóbiles: illamento de PVC de parede fina (espesor de 0,13 mm segundo a norma ISO 6722).
③ Cables especiais: cables coaxiais illados con PTFE (ASTM D3307).
2 Proceso de envoltura lonxitudinal
2.1 Selección de materiais
① Tiras metálicas: 0,15 mmcinta de aceiro galvanizado(Requisitos GB/T 2952), cinta de aluminio recuberta de plástico (estrutura Al/PET/Al).
② Materiais bloqueadores de auga: cinta bloqueadora de auga revestida con adhesivo termofusible (taxa de inchazo ≥500%).
③ Materiais de soldadura: fío de soldadura de aluminio ER5356 para soldadura por arco de argón (estándar AWS A5.10).
2.2 Tecnoloxías clave
O proceso de envoltura lonxitudinal implica tres pasos principais:
① Conformación de tiras: Dobrado de tiras planas en forma de U → O mediante laminación en varias etapas.
② Soldadura continua: soldadura por indución de alta frecuencia (frecuencia 400 kHz, velocidade 20 m/min).
③ Inspección en liña: probador de faíscas (tensión de proba 9 kV/mm).
2.3 Aplicacións típicas
① Cables submarinos: Envoltura lonxitudinal de dobre capa de aceiro en tira (resistencia mecánica estándar IEC 60840 ≥400 N/mm²).
② Cables de minería: funda de aluminio corrugado (MT 818.14 resistencia á compresión ≥20 MPa).
③ Cables de comunicación: Blindaxe lonxitudinal composta de aluminio e plástico (perda de transmisión ≤0,1 dB/m a 1 GHz).
3 Proceso de envoltura helicoidal
3.1 Combinacións de materiais
① Cinta de mica: contido de moscovita ≥95 % (GB/T 5019.6), temperatura de resistencia ao lume 1000 °C/90 min.
② Cinta semicondutora: contido de negro de carbono 30 %~40 % (resistividade volumétrica 10²~10³ Ω·cm).
③ Cintas compostas: película de poliéster + tecido non tecido (grosor 0,05 mm ± 0,005 mm).
3.2 Parámetros do proceso
① Ángulo de envoltura: 25°～55° (un ángulo máis pequeno proporciona unha mellor resistencia á flexión).
② Relación de solapamento: 50 %~70 % (os cables resistentes ao lume requiren un solapamento do 100 %).
③ Control de tensión: 0,5～2 N/mm² (control de bucle pechado do servomotor).
3.3 Aplicacións innovadoras
① Cables de enerxía nuclear: envoltura de cinta de mica de tres capas (cualificados para a proba LOCA segundo o estándar IEEE 383).
② Cables supercondutores: cinta de envoltura semicondutora que bloquea a auga (taxa de retención de corrente crítica ≥98 %).
③ Cables de alta frecuencia: envoltura de película de PTFE (constante dieléctrica 2,1 a 1 MHz).
4 Proceso de revestimento por inmersión
4.1 Sistemas de revestimento
① Revestimentos asfálticos: Penetración 60～80 (0,1 mm) a 25 °C (GB/T 4507).
② Poliuretano: Sistema de dous compoñentes (NCO∶OH = 1,1:1), adhesión ≥3B (ASTM D3359).
③ Nanorecubrimentos: resina epoxi modificada con SiO₂ (proba de pulverización salina >1000 h).
4.2 Melloras de procesos
① Impregnación ao baleiro: Presión de 0,08 MPa mantida durante 30 minutos (taxa de recheo de poros >95%).
② Curado UV: Lonxitude de onda 365 nm, intensidade 800 mJ/cm².
③ Secado en gradiente: 40 °C × 2 h → 80 °C × 4 h → 120 °C × 1 h.
4.3 Aplicacións especiais
① Condutores aéreos: revestimento anticorrosión modificado con grafeno (densidade do depósito de sal reducida nun 70 %).
② Cables a bordo: revestimento de poliurea autorreparable (tempo de curación de gretas <24 h).
③ Cables soterrados: revestimento semicondutor (resistencia de conexión a terra ≤5 Ω·km).
5 Conclusión
Co desenvolvemento de novos materiais e equipos intelixentes, os procesos de revestimento están a evolucionar cara á composición e á dixitalización. Por exemplo, a tecnoloxía combinada de extrusión-envoltura lonxitudinal permite a produción integrada de coextrusión de tres capas + vaíña de aluminio, e os cables de comunicación 5G usan illamento composto con nanorevestimento + envoltura. A innovación de procesos futura debe atopar o equilibrio óptimo entre o control de custos e a mellora do rendemento, impulsando o desenvolvemento de alta calidade da industria do cable.
Data de publicación: 31 de decembro de 2025