اکستروژن چیست: اکسترودرهای سیم و کابل چگونه کار می کنند

اکستروژن چیست - فرآیند اصلی پشت هر سیم و کابل

اکستروژن یک فرآیند تولید مداوم است که در آن مواد خام - معمولاً یک ترکیب ترموپلاستیک یا الاستومری - ذوب می‌شوند و از طریق یک قالب شکل‌دار برای تولید یک سطح مقطع یکنواخت عبور می‌کنند. در صنعت سیم و کابل، این به معنای اعمال یک لایه عایق یا پوشش مستقیم بر روی هادی متحرک با سرعت هایی است که می تواند از آن بیشتر شود. 1200 متر در دقیقه در خطوط پرسرعت برای کابل های داده ریز سنج. نتیجه یک پوشش ثابت است که از هادی محافظت می کند، عایق الکتریکی را فراهم می کند و تحمل ابعادی تا 0.01 ± میلی متر را در محصولات ممتاز خودرو یا درجه پزشکی برآورده می کند.

بر خلاف قالب گیری تزریقی - که یک قالب بسته را پر می کند و به زمان چرخه نیاز دارد - اکستروژن ذاتاً خطی است و هرگز متوقف نمی شود. یک اکسترودر سیم و کابل، گلوله ها یا پودر را به یک بشکه گرم شده وارد می کند، یک پیچ دوار ترکیب را منتقل و پلاستیکی می کند، و مواد مذاب از طریق قالب متقاطع واقع در اطراف هادی خارج می شود. سیم پوشش داده شده سپس وارد یک محفظه خنک‌کننده می‌شود، از آزمایش‌کننده‌های جرقه و قطر سنج‌ها عبور می‌کند و روی یک قرقره جمع‌آوری پیچیده می‌شود، همه در یک پاس بدون وقفه.

درک اینکه اکستروژن چیست - و چه چیزی یک اکسترودر سیم و کابل با مهندسی خوب را از یک ماشین پلاستیک عمومی متمایز می کند - تعیین می کند که آیا محصول نهایی شما در اولین دوره تولید یا پس از کار مجدد پرهزینه، دارای گواهینامه UL، IEC یا RoHS باشد.

چگونه یک اکسترودر سیم و کابل در واقع کار می کند

یک اکسترودر سیم و کابل از چندین زیر سیستم یکپارچه تشکیل شده است. هر کدام نقش مشخصی در تبدیل ترکیب خام به یک هادی پایدار از نظر ابعادی و عایق صدا دارند.

مونتاژ بشکه و پیچ

بشکه یک استوانه فولادی سخت شده است که معمولاً با روکش دو فلزی برای مقاومت در برابر سایش هنگام اجرای ترکیبات پر شده مانند LSZH (هالوژن کم دود صفر) مقاوم در برابر شعله است. پیچ در داخل می‌چرخد که هندسه آن - عمق پرواز، نسبت تراکم، و نسبت L/D (طول به قطر) - برای خانواده ترکیب خاص مهندسی شده است. عایق PVC معمولاً روی پیچ هایی با L/D 20:1 تا 25:1 و نسبت تراکم نزدیک به 3:1 اجرا می شود. پلی اتیلن متقاطع (XLPE) برای کابل برق ولتاژ متوسط ​​به پیچ طولانی تر و ملایم تر، اغلب 30:1 L/D نیاز دارد تا از اتصال عرضی زودرس در بشکه جلوگیری شود. اجرای پیچ اشتباه در اکسترودر سیم و کابل باعث تخریب، دمای مذاب نامناسب و در نهایت دفع می شود.

دمای بشکه به صورت منطقه بندی شده است - معمولاً چهار تا شش منطقه مستقل - که از گلوگاه تغذیه تا بخش اندازه گیری افزایش می یابد. برای PVC استاندارد، این ممکن است به معنای دمای منطقه 150 درجه سانتیگراد، 165 درجه سانتیگراد، 175 درجه سانتیگراد و 180 درجه سانتیگراد به سمت قالب باشد. XLPE در مناطق بعدی در دمای 200 تا 220 درجه سانتیگراد گرمتر است. کنترل‌کننده‌های PID دقیق، هر ناحیه را در دمای 1± درجه سانتی‌گراد نگه می‌دارند، زیرا تغییر دمای 5 درجه سانتی‌گراد در دمای مذاب مستقیماً به تغییر ویسکوزیته و پراکندگی ضخامت دیواره تبدیل می‌شود.

The Crosshead Die - قلب سیم اکستروژن

چیزی که یک اکسترودر سیم و کابل را از یک اکسترودر پروفیل استاندارد جدا می کند، کراس هد است. هادی با زاویه 90 درجه (یا در برخی تنظیمات در خط) وارد کراس هد می شود و به صورت کواکسیال از طریق قالب خارج می شود. در داخل، جریان مذاب با استفاده از یک اژدر یا منحرف کننده به اطراف هادی هدایت می شود، سپس توسط هندسه قالب و نوک همگرا می شود تا عایق به طور یکنواخت در تمام موقعیت های ساعت رسوب کند.

دو روش کاربردی در طراحی crosshead وجود دارد:

• ابزار فشاری - مذاب با هادی داخل قالب تماس می گیرد و تحت فشار به هم متصل می شود. برای اکثر کاربردهای عایق که به چسبندگی نیاز است، مانند کابل برق XLPE استفاده می شود.
• ابزار لوله کشی - مذاب لوله ای را تشکیل می دهد که پس از خروج قالب بر روی هادی به سمت پایین کشیده می شود، با تکیه بر نسبت خلاء یا افت پایین. برای ژاکت های گشاد روی کابل های چند هسته ای رایج است.

اندازه قالب و نوک از فرمول های نسبت کاهش (DDR) و تعادل کاهش (DDB) پیروی می کند. DDR بین 1.2 و 1.5 نقطه شروع معمولی برای خطوط PVC با سرعت متوسط ​​است. فراتر از DDR 2.5 در LSZH می تواند شکستگی مذاب ایجاد کند - یک سطح زبر و پوست کوسه روی عایق که در تست جرقه ناموفق است.

مخازن خنک کننده و تجهیزات پایین دستی

پس از قالب، هادی پوشش داده شده وارد یک محفظه خنک کننده آب می شود. طول فرورفتگی باید با سرعت خط و ضخامت دیواره عایق مطابقت داشته باشد. یک قانون کلی این است که یک هادی PVC دیواری 1 میلی متری که با سرعت 200 متر در دقیقه کار می کند به حداقل 20 تا 30 متر خنک کننده فعال نیاز دارد. خنک کننده ناکافی باعث رانش ابعادی می شود زیرا عایق داغ تحت کشش کاپستان تغییر شکل می دهد. برخی از خطوط ولتاژ متوسط ​​XLPE برای کنترل اتصالات شیمیایی به جای آب، لوله‌های خشک کار می‌کنند، اما آب استاندارد برای اکثر خطوط اکستروژن سیم و کابل است.

ابزار دقیق در خطوط مدرن غیر قابل مذاکره است. قطر سنج لیزری بلافاصله پس از خروج قالب، تغییرات دیوار را در زمان واقعی می‌گیرد و کنترل حلقه بسته را به سرعت پیچ اکسترودر یا سرعت خط باز می‌گرداند. تسترهای جرقه در ولتاژهای 1 کیلوولت تا 15 کیلو ولت، بسته به کلاس عایق، پین هول ها را به طور مداوم تشخیص می دهند. مانیتورهای خازنی خروج از مرکز را تشخیص می دهند - هادی های خارج از مرکز به عنوان تغییر ظرفیت در فرکانس چرخش سیم نشان می دهند.

انواع اکسترودر سیم و کابل بر اساس پیکربندی

همه اکسترودرهای سیم و کابل یکسان نیستند. پیکربندی خط انتخاب شده تأثیر مستقیمی بر محدوده محصول، زمان تغییر، نرخ ضایعات و سرمایه گذاری دارد.

خطوط اکسترودر تک پیچ

اکسترودر سیم و کابل تک پیچ بر حجم تولید در سراسر جهان غالب است. سادگی آن - یک پیچ، یک بشکه، یک درایو - به معنای هزینه تعمیر و نگهداری کمتر و تعویض سریع تر پیچ برای انتقال محصول است. یک اکسترودر تک پیچ 60 میلی متری با سرعت 120 دور در دقیقه کار می کند 180-220 کیلوگرم در ساعت از ترکیب پی وی سی که برای پوشش دادن سیم ساختمان 1.5 میلی متر مربع با سرعت 400 متر در دقیقه کافی است. برای تولید کابل داده با سرعت بالا (Cat 6الف، Cat 8)، اکسترودرهای جفت 30 تا 45 میلی متری عایق هادی جداگانه را در سرعت های خط بیش از 1000 متر در دقیقه اعمال می کنند.

خطوط پشت سر هم و هم اکستروژن

برای کابل هایی که به دو یا چند لایه مجزا نیاز دارند - مانند عایق XLPE با ژاکت پی وی سی چسبانده شده، یا کابل خودرو با لایه نوار رنگی روی پایه سفید - خطوط پشت سر هم یا هم اکستروژن ترکیبات جداگانه را به یک کراس هد دو کاناله وارد می کنند. این باعث حذف گذر به عقب می شود و 15 تا 25 درصد در هزینه پردازش محصولات چند لایه صرفه جویی می کند. اکستروژن سه گانه برای کابل XLPE ولتاژ متوسط ​​اجباری است که در آن صفحات نیمه هادی داخلی و خارجی باید در حالی که هنوز مذاب هستند به عایق بچسبند، بدون آلودگی در رابط ها.

مواد کلیدی پردازش شده روی اکسترودرهای سیم و کابل

انتخاب مواد کل مشخصات اکسترودر را هدایت می کند - هندسه پیچ، متالورژی بشکه، مشخصات دما و ظرفیت خنک کننده. در زیر خانواده‌های ترکیب اولیه و ویژگی‌های پردازش آنها آورده شده است.

پی وی سی (پلی وینیل کلراید)

پی وی سی به عنوان گسترده ترین ترکیب فرآوری شده روی اکسترودرهای سیم و کابل در سطح جهان باقی می ماند و تقریباً این ترکیب را تشکیل می دهد. 35-40٪ از کل حجم عایق کابل بر حسب وزن به راحتی بین 160 تا 190 درجه سانتیگراد پردازش می شود، طیف گسترده ای از بسته های افزودنی نرم کننده و ضد شعله را می پذیرد و مقرون به صرفه است. چالش حساسیت حرارتی است - بالای 200 درجه سانتیگراد یا با برش بیش از حد، PVC تجزیه شده و HCl را آزاد می کند که باعث خوردگی بشکه و کراس هد می شود. پیچ های پی وی سی از نسبت تراکم نسبتاً پایین (2.5-3.0:1) و برش های صیقلی با روکش کروم برای کاهش چسبندگی استفاده می کنند.

XLPE (پلی اتیلن متقاطع)

XLPE عایق استاندارد برای کابل های برق ولتاژ متوسط (1-35 کیلوولت) و فشار قوی است. واکنش اتصال عرضی - چه با پراکسید شروع شود و چه با رطوبت سیلان - باید بعد از قالب اتفاق بیفتد، نه در داخل بشکه اکسترودر. این طراحی پیچ را برای جلوگیری از گرمایش برشی بیش از حد محدود می کند و به پیچ طولانی تر و کم فشار نیاز دارد. لوله‌های نیتروژن خشک، دمای بالای 200 درجه سانتی‌گراد را برای سیستم‌های پراکسید حفظ می‌کنند، سپس یک منطقه خنک‌کننده را قبل از کاپستان نگه می‌دارند. سیستم‌های Silane-XLPE از یک اکسترودر تک پیچ ساده‌تر استفاده می‌کنند، اما برای تکمیل واکنش متقابل نیاز به سونای پس از اکستروژن یا حمام آب گرم دارند.

ترکیبات LSZH / LSOH

ترکیبات هالوژن کم دود صفر (LSZH) با پرکننده های معدنی - تری هیدرات آلومینیوم (ATH) یا هیدروکسید منیزیم - در بارهای 50 تا 65 درصد وزنی فرموله می شوند. این پرکننده ها LSZH را بسیار ساینده می کنند و به طور قابل توجهی ویسکوزیته مذاب را در مقایسه با PVC افزایش می دهند. اکسترودرهای سیم و کابلی که از LSZH استفاده می‌کنند به بشکه‌های دو فلزی (حداقل سطح سایش 60 HRC)، پیچ‌های آلیاژی سخت‌شده و کراس‌هدهای با قطر بزرگ‌تر برای مدیریت افت فشار بیشتر نیاز دارند. نرخ خروجی 20 تا 30 درصد کمتر از پی وی سی معادل است و سرعت خط معمولاً بسته به گیج بین 200 تا 400 متر در دقیقه محدود می شود. LSZH در تونل ها، کشتی های دریایی، سکوهای دریایی و ساختمان های عمومی تحت استانداردهای آتش سوزی IEC 60332 و EN 50266 اجباری است.

فلوروپلیمرها (PTFE، FEP، ETFE)

کابل‌های عایق‌شده با فلوروپلیمر در کاربردهای هوافضا، نظامی و صنعتی در دمای بالا استفاده می‌شوند که در آن سرویس مداوم در دمای 150 تا 260 درجه سانتی‌گراد مورد نیاز است. PTFE از نظر فنی یک فرآیند اکستروژن خمیری (اکستروژن قوچ) است، نه اکستروژن پیچ معمولی. FEP و ETFE روی اکسترودرهای سیم و کابل تخصصی با مسیرهای مذاب با پوشش تمام PTFE یا ساخت آلیاژ نیکل قابل پردازش مذاب هستند - فلوروپلیمرها در دمای پردازش 340 تا 380 درجه سانتیگراد به فولاد استاندارد خورنده هستند. نرخ‌های خروجی پایین و هزینه‌های ابزارآلات بالا هستند، اما حق بیمه عملکرد سرمایه‌گذاری برای بسته‌های سیم هوانوردی و دسته‌های سیم‌کشی الکترونیکی را توجیه می‌کند.

TPE، TPU، و ترکیبات لاستیک مانند

الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE) و پلی یورتان گرمانرم (TPU) در خودروسازی، رباتیک و کاربردهای کابل ابزار قدرت قابل حمل به سرعت رشد کرده اند و در بسیاری از موارد جایگزین لاستیک ولکانیزه شده اند. آنها بر روی اکسترودرهای سیم و کابل استاندارد با اصلاح پیچی متوسط ​​قابل اکسترود هستند، در دمای 190 تا 220 درجه سانتیگراد پردازش می شوند و مرحله ولکانیزاسیون را به طور کامل حذف می کنند. TPU به ویژه مقاومت سایشی فوق العاده ای را ارائه می دهد - 10 تا 50 برابر PVC - و آن را به ژاکت ترجیحی برای کابل های زنجیر کششی و کابل های روبات صنعتی که میلیون ها چرخه را خم می کنند تبدیل می کند.

پارامترهای حیاتی که کیفیت اکستروژن را تعریف می کنند

کیفیت در اکستروژن سیم و کابل یک متغیر نیست. این نتیجه کنترل چندین پارامتر وابسته به هم به طور همزمان، اغلب از طریق اتوماسیون حلقه بسته در خطوط مدرن است.

خروج از مرکز و یکنواختی ضخامت دیوار

خروج از مرکز - موقعیت خارج از مرکز رسانا در داخل عایق - به طور مستقیم بر استحکام دی الکتریک کابل و توانایی آن در گذراندن تست های مقاومت در برابر ولتاژ بالا تأثیر می گذارد. IEC 60227 و UL 44 حداکثر مقادیر خروج از مرکز را مشخص می کنند. برای یک سیم ساختمانی پی وی سی 1.5 میلی متر مربع با دیوار اسمی 0.7 میلی متر، حداقل دیوار نباید پایین تر باشد. 80 درصد اسمی در هر نقطه این به این معنی است که حداکثر خروج از مرکز 0.14 ± میلی متر در یک دیوار 0.7 میلی متر است. دستیابی به این امر به طور مداوم در 500 متر در دقیقه مستلزم یک کراس هد کنترل شده متمرکز با پیچ و مهره های دای مرکزی، راهنمای هادی بالادست و در حالت ایده آل یک مانیتور ظرفیت خازنی درون خطی است که به محرک های متقاطع تغذیه می کند.

دمای مذاب و پایداری فشار مذاب

فشار مذاب در سر قالب شاخص اولیه پایداری فرآیند است. نوسانات فشار - ناشی از ارتعاش پیچ، تغذیه ناهماهنگ گلوله، یا فرسودگی پیچ - مستقیماً به عنوان تغییر قطر در کابل تمام شده ظاهر می شود. یک اکسترودر سیم و کابل پایدار، تغییرات فشار مذاب را زیر 2± بار در حالت ثابت نگه می‌دارد. برخی از خطوط از پمپ دنده ای بین اکسترودر و کراس هد به طور خاص برای جدا کردن تغییرات خروجی پیچ از فشار قالب استفاده می کنند که امکان کنترل قطر تا 0.003 ± میلی متر را فراهم می کند - که برای کابل کواکسیال دقیق و ژاکت های لوله گشاد فیبر نوری لازم است.

سرعت خط و کنترل Capstan

کاپستان (واحد حمل و نقل) نسبت افت را تنظیم می کند و مستقیماً قطر عایق نهایی را کنترل می کند. یک کاپستان سروو رانده با بازخورد کششی رول رقصنده به قرائت‌های گیج قطر در 50 تا 100 میلی‌ثانیه در کنترل‌های خط CNC مدرن پاسخ می‌دهد. تنظیم سرعت محکم - بهتر از تغییرات سرعت ± 0.1٪ - برای عایق بندی دیواره نازک که در آن حتی 0.5٪ سرعت سرعت باعث تغییر قطر قابل اندازه گیری می شود، ضروری است. سرعت خط همچنین اهرم توان اولیه است: دوبرابر کردن سرعت خط از 200 به 400 متر در دقیقه خروجی را در همان اکسترودر دو برابر می کند، بنابراین پایداری کاپستان مستقیماً بر سودآوری تأثیر می گذارد.

کیفیت سطح و عملکرد تست جرقه

نقص‌های سطحی - حفره‌ها، حباب‌ها، رگه‌ها یا بافت ناهموار - می‌توانند به‌عنوان شکست‌های الکتریکی در آزمایش جرقه پنهان شوند. حباب ها در عایق به دلیل رطوبت موجود در ترکیب (حل شده توسط گلوله های قبل از خشک کردن تا رطوبت زیر 0.05٪)، مواد افزودنی فرار یا هوای محلول در مذاب ایجاد می شوند. رگه ها اغلب نشان دهنده مواد تخریب شده یا آلودگی در کراس هد هستند. یک خط اکستروژن سیم و کابل تمیز، آزمایش جرقه مداوم را در 100٪ تولید انجام می دهد، با نرخ عبور بالای 99.8٪ معیار صنعت برای خطوط عایق حجمی است.

چیدمان خط اکسترودر سیم و کابل و تجهیزات کمکی

یک خط اکستروژن کامل سیم و کابل بیشتر از خود اکسترودر است. چیدمان تجهیزات کمکی ضایعات راه اندازی، زمان تغییر و ثبات ابعادی محصول نهایی را تعیین می کند.

یک خط عایق معمولی از پرداخت تا برداشت شامل:

1. واحد پرداخت - حلقه هادی خالی را نگه می دارد، اغلب با بازوی رقصنده کنترل شده با تنش و قابلیت تغییر حلقه (پرداخت فعال یا ایستا). وزن قرقره تا 3000 کیلوگرم برای کابل های برق گیج بزرگ.
2. صاف کننده و پیش گرمکن - هادی سیم پیچ را صاف می کند و رطوبت یا اکسیداسیون را از سطح حذف می کند و چسبندگی عایق را بهبود می بخشد. پیش گرم کردن هادی تا 60 تا 120 درجه سانتی گراد برای کابل برق XLPE استاندارد است.
3. اکسترودر سیم و کابل با کراس هد - واحد هسته، اعمال عایق یا ژاکت.
4. مخازن خنک کننده - خنک کننده آب، معمولاً در دو یا سه بخش متوالی با کاهش دما (گرم، گرم، سرد) برای جلوگیری از شوک حرارتی و استرس پسماند در عایق.
5. اندازه گیری درون خطی - گیج لیزری OD، مانیتور ظرفیت، تستر جرقه و در صورت تمایل یک اسکنر اشعه ایکس ضخامت دیوار برای کابل های دقیق.
6. کاپستان و رقصنده - واحد حمل و نقل با حفظ تنش و سرعت خط.
7. واحد علامت گذاری - واحد جوهر افشان یا حکاکی برای علائم متر، رتبه بندی ولتاژ، گواهینامه های استاندارد و کدگذاری رنگ.
8. گرفتن / چرخیدن - سیم پیچ یا چرخان درام، با برش و انتقال خودکار در خطوط مجهز به آکومولاتور برای جلوگیری از توقف خط.

طول کل خط از 20 متر برای یک خط عایق سیم ساختمانی کوچک تا بیش از 150 متر برای یک خط XLPE ولتاژ متوسط ​​با لوله های پخت بلند متغیر است. برنامه ریزی فضای کف و هم ترازی مناسب همه واحدها روی یک قاب پایه فولادی سفت و سخت، اساسی است - ناهماهنگی بین پرداخت و کراس هد به اندازه 2-3 میلی متر در سرعت بالا باعث ارتعاش هادی و میخ های خروج از مرکز می شود.

عیوب اکستروژن در تولید سیم و کابل و نحوه رفع آنها

حتی خطوط اکسترودر سیم و کابل که به خوبی نگهداری می شوند در طول تولید با نقص هایی مواجه می شوند. تشخیص سریع علت از ضایعات طولانی مدت جلوگیری می کند.

انتخاب یک اکسترودر سیم و کابل برای نیازهای تولید شما

انتخاب اکسترودر سیم و کابل مناسب با تعریف روشنی از محدوده محصول، خانواده های ترکیبی، توان عملیاتی مورد نیاز و محدودیت های فضای کف شروع می شود. مشخصات کلیدی برای تعریف قبل از درخواست قیمت ماشین عبارتند از:

• محدوده اندازه هادی - از حداقل (مثلاً 0.1 میلی‌متر مربع برای کابل داده) تا حداکثر (به عنوان مثال، 300 میلی‌متر مربع برای کابل برق). این اندازه سوراخ و قطر پیچ را تعیین می کند.
• خانواده مرکب و ضخامت دیواره — PVC/LSZH/XLPE هر کدام به هندسه پیچ خاصی نیاز دارند. حداقل ضخامت دیوار درایوهای قالب و انتخاب نوک.
• خروجی هدف بر حسب کیلوگرم در ساعت - از سرعت خط × وزن خطی کابل عایق محاسبه شده است. این قطر پیچ اکسترودر و موتور محرک را اندازه می دهد.
• تلورانس های ابعادی مورد نیاز - استانداردهای تحمل سیم ساختمان (IEC 60227) با بازخورد اولیه گیج قابل دستیابی هستند، در حالی که استانداردهای خودرو (ISO 6722) یا هوافضا به پمپ دنده و اندازه گیری دیوار اشعه ایکس نیاز دارند.
• تعداد لایه ها — عایق تک لایه در مقابل دو لایه (ژاکت عایق) در مقابل عایق سه گانه تعیین می کند که آیا یک خط هم اکستروژن منفرد، پشت سر هم یا کامل نیاز است.
• سطح اتوماسیون - تغییر قرقره کاملاً خودکار، اتصال، و کنترل قطر حلقه بسته، هزینه سرمایه را افزایش می دهد، اما کار و ضایعات راه اندازی را در خطوط پرسرعت 30 تا 60 درصد کاهش می دهد.

A اکسترودر سیم و کابل 60 میلی متری با پیچ 25:1 L/D، پمپ دنده، و گیج لیزری خطی، مشخصات اولیه معمول برای خط عایق سیم ساختمان PVC/LSZH در محدوده 0.75-16 میلی متر مربع است. بسته به سطح اتوماسیون و بازار، قیمت خط نصب شده را از 300،000 دلار تا 800،000 دلار آمریکا انتظار دارید. برای تولید کابل های ولتاژ متوسط ​​XLPE، خطوط سه گانه هم اکستروژن از 2 میلیون دلار شروع می شود و می تواند از 8 میلیون دلار برای برج های عمودی VCV خشک کامل نیز فراتر رود.

اکستروژن در برنامه های تخصصی کابل

کابل های مهار سیم خودرو

کابل های دسته سیم خودرو از نظر ثبات ابعادی و توان عملیاتی یکی از پرکاربردترین کابل ها هستند. یک کارخانه سیم‌کشی OEM معمولی خودرو، میلیون‌ها متر در روز سیم عایق شده در اندازه‌گیری‌هایی از 0.13 میلی‌متر مربع تا 6 میلی‌متر مربع مصرف می‌کند. خطوط اکسترودر سیم و کابل برای این بخش کار می کنند 600-1200 متر در دقیقه روی گیج ریز، با ضخامت دیواره به اندازه 0.15 میلی متر در هادی 0.13 میلی متر مربع. انتخاب های ترکیبی شامل PVC (استاندارد)، XLPE، و به طور فزاینده ETFE یا PP برای مناطق با دمای بالا در نزدیکی موتور که در آن درجه بندی مداوم 125 درجه سانتیگراد یا 150 درجه سانتیگراد مورد نیاز است. عایق رنگی برای مونتاژ هارنس بسیار مهم است، بنابراین تطبیق دقیق رنگ با بررسی های رنگ سنجی درون خطی در خطوط خودرو استاندارد است.

کابل زیردریایی و فشار قوی

در نقطه مقابل از نظر مقیاس، کابل برق زیردریایی و کابل زمینی با ولتاژ فوق‌العاده بالا (EHV) از بزرگترین پیکربندی‌های اکسترودر سیم و کابل موجود استفاده می‌کنند. سطح مقطع هادی از 500 میلی‌متر مربع تا 2500 میلی‌متر مربع نیاز به خطوط اکستروژن سه‌گانه دارد که در آن صفحه نیمه‌رسانای داخلی، عایق XLPE و صفحه نیمه‌رسانای بیرونی در یک پاس با سرعت 3 تا 10 متر در دقیقه اعمال می‌شوند. ضخامت دیواره عایق 15 تا 25 میلی متر، خروجی حجمی بسیار بالایی از اکسترودرهای پیچ بزرگ (قطر 120 تا 200 میلی متر) و لوله های پخت نیتروژن طولانی 50 تا 80 متر را می طلبد. الزامات تمیزی عایق در کلاس کابل 220-525 کیلو ولت فوق‌العاده است - ذرات فلزی بزرگتر از 125 میکرون در XLPE ممنوع هستند و به جابجایی ترکیبات بسیار تمیز و مناطق مونتاژ اتاق تمیز در اطراف کراس‌هد نیاز دارند.

کابل های داده و مخابرات

کابل کشی ساختاری برای اترنت Cat 6، Cat 6A و Cat 8، و همچنین کابل های کواکسیال برای توزیع پهنای باند، به جای مقاومت در برابر ولتاژ، الزامات یکنواختی خازنی و امپدانس تنگ را تحمیل می کند. برای Cat 6A با هسته جامد، عایق معمولاً FEP فوم یا HDPE جامد در دیواره 0.25-0.35 میلی متر روی هادی 0.57 میلی متر است که با سرعت 800-1000 متر در دقیقه تولید می شود. فرآیند کف کردن - یا کف کردن فیزیکی با تزریق نیتروژن یا کف کردن شیمیایی با آزودی کربنامید - ثابت دی الکتریک را از 2.3 (HDPE جامد) به 1.5-1.8 (فوم شده) کاهش می دهد، که همان چیزی است که Cat 6A را قادر می سازد به پهنای باند 500 مگاهرتز برسد. برای حفظ امپدانس در محدوده تحمل 3 Ω ± استانداردهای TIA-568، کنترل قطر بر روی اکسترودر سیم و کابل عایق فوم دار باید محکم تر از 0.005± میلی متر باشد.

روش های تعمیر و نگهداری که عمر سرویس اکسترودر سیم و کابل را افزایش می دهد

اکسترودر سیم و کابل یک دارایی سرمایه بر است. تعمیر و نگهداری مناسب مستقیماً به زمان کارکرد، کیفیت ثابت و عمر سرویس پیچ/شکه که در سال ها اندازه گیری می شود و نه ماه ها ترجمه می شود.

• نظارت بر سایش پیچ و بشکه - قطر سوراخ بشکه و قطر پرواز پیچ را هر 6 تا 12 ماه با استفاده از ابزارهای کالیبره شده اندازه گیری کنید. هنگامی که فاصله قطری بین پیچ و بشکه از 0.4 تا 0.6 میلی متر بیشتر شود (بسته به اندازه پیچ)، قوام خروجی کاهش می یابد و جریان نشتی افزایش می یابد. تعویض پیچ قبل از رسیدن لوله به همان مرحله سایش معمولاً مقرون به صرفه تر از تعویض همزمان هر دو است.
• فرکانس تمیز کردن کراس هد - ترکیبات LSZH و رنگدانه‌ای نیاز به جداسازی و تمیز کردن متقاطع هر 8 تا 24 ساعت تولید دارند تا ذخایر مواد تخریب‌شده حذف شوند. ترکیب طبیعی PVC روی یک خط تمیز ممکن است بین 200 تا 500 ساعت بین تمیز کردن کار کند. یک چرخه پاکسازی برنامه‌ریزی‌شده با استفاده از یک ترکیب تصفیه‌کننده پایدار در برابر حرارت قبل از خاموش شدن، باقیمانده‌ها را بدون جداسازی حذف می‌کند و فاصله زمانی را افزایش می‌دهد.
• بازرسی بخاری بشکه ای و ترموکوپل - باندهای بخاری معیوب و ترموکوپل ها باعث ایجاد ناهنجاری در ناحیه دما می شوند که اغلب به اشتباه به عنوان مشکلات ترکیبی یا پیچی تشخیص داده می شوند. ترموکوپل ها را به عنوان یک اقدام پیشگیرانه هر 12 تا 18 ماه تعویض کنید. هر سه ماه یکبار گیره های بخاری را از نظر شل شدن و نقاط داغ بررسی کنید.
• سرویس درایو و گیربکس - گیربکس های اکسترودر تحت بارهای گشتاور چرخه ای بالا کار می کنند. فواصل تعویض روغن دنده مشخص شده توسط OEM را دنبال کنید، معمولاً هر 4000 تا 8000 ساعت. تجزیه و تحلیل لرزش گیربکس دو بار در سال، سایش یاتاقان ها را قبل از خرابی فاجعه بار و خرابی های برنامه ریزی نشده مشخص می کند.
• کالیبراسیون گیج و تستر جرقه - قطر سنج های لیزری به کالیبراسیون در برابر اهداف مرجع قابل ردیابی NIST به صورت ماهانه نیاز دارند. تست کننده های جرقه باید در ابتدای هر شیفت در برابر تعطیلات شناخته شده (پین هول در عایق) تأیید شوند. یک تستر جرقه کالیبره نشده که خرابی را از دست می دهد بدتر از عدم تستر است.

روندهای صنعت شکل دادن به سیم و کابل اکستروژن امروزی

فناوری اکستروژن سیم و کابل همراه با تغییر صنعت کابل به سمت زیرساخت شارژ EV، اتصال انرژی تجدیدپذیر و شبکه های داده پرسرعت در حال تکامل است.

تقاضای کابل شارژ EV

کابل‌های شارژ سریع DC وسایل نقلیه الکتریکی به TPU یا ژاکت‌های سیلیکونی انعطاف‌پذیر نیاز دارند که بتوانند جریان پیوسته تا 500 A در 1000 ولت DC را با شعاع خمش زیر 30 میلی‌متر در -40 درجه سانتی‌گراد تحمل کنند. این کابل ها از طرح های هادی خنک شده با مایع با عایق اکسترود شده بر روی لوله مسی حامل سیال خنک کننده استفاده می کنند. خطوط اکسترودر سیم و کابل برای این محصول باید چندین لایه را به طور همزمان انجام دهند - عایق روی هادی مسی، غلاف روی مجموعه - در حالی که ویژگی های انعطاف پذیری را حفظ می کنند که به کابل اجازه می دهد هزاران بار در سرویس آویزان شود و پس بزند. پیش‌بینی می‌شود که تقاضای جهانی کابل شارژ خودروهای الکتریکی بیش از حد افزایش یابد 20٪ CAGR تا سال 2030 ، سرمایه گذاری قابل توجهی در ظرفیت اکسترودر سیم و کابل جدید ایجاد می کند.

صنعت 4.0 و خطوط اکستروژن دیجیتال

سیستم‌های کنترل اکسترودر سیم و کابل مدرن همه اجزای خط - درایو اکسترودر، دمای بشکه، پمپ دنده، گیج قطر، کاپستان و برداشت - را از طریق یک PLC یا HMI مبتنی بر PC با مدیریت دستور العمل و ثبت اطلاعات SPC به هم متصل می‌کنند. خطوط اکستروژن دیجیتال دستور العمل های فرآیندی را برای صدها نوع کابل ذخیره می کند، راه اندازی دستی را حذف می کند و امکان تغییر محصول بدون ابزار را در کمتر از 15 دقیقه در سیستم های خوب طراحی می کند. اتصال OPC-UA به خط اجازه می‌دهد تا داده‌های تولید بلادرنگ را به سیستم‌های MES و ERP تغذیه کند، و قابلیت ردیابی را از قسمت مرکب تا قرقره تمام‌شده امکان‌پذیر می‌سازد - یک قابلیت اجباری برای گواهینامه IATF 16949 خودرو و به طور فزاینده‌ای برای پروژه‌های کابل برق مورد نیاز است.

اکستروژن ترکیبی پایدار و قابل بازیافت

فشار نظارتی بر اساس برنامه اقدام اقتصاد دایره ای اتحادیه اروپا و مقررات REACH تغییر را از عایق های گرماسخت غیرقابل بازیافت (XLPE) و هالوژنه (PVC) به سمت جایگزین های XLPE ترموپلاستیک (TR-XLPE، HFFR-TP) که می توانند در پایان عمر بازیافت شوند، سرعت می بخشد. این ترکیبات جدید روی پلتفرم های اکسترودر سیم و کابل موجود با اصلاح پیچ قابل پردازش هستند، اما به پنجره های فرآیند باریک تر و کنترل دما دقیق تر از PVC قدیمی نیاز دارند. تامین کنندگان ترکیب و OEM های اکسترودر در حال توسعه هندسه های ابزار جدید و پوشش های بشکه هستند تا این مواد را به طور کارآمد مدیریت کنند، با چندین خط تجاری که قبلاً از ترکیبات TR-XLPE برای کابل های ولتاژ متوسط ​​در مقیاس تولید در اروپا و آسیا استفاده می کنند.