Los cables, que sirven como principales portadores para la transmisión de energía y la comunicación de información, tienen un rendimiento que depende directamente de los procesos de aislamiento y recubrimiento. Con la diversificación de los requisitos de rendimiento de la industria moderna, cuatro procesos principales —extrusión, enrollado longitudinal, enrollado helicoidal y recubrimiento por inmersión— demuestran ventajas únicas en diferentes escenarios. Este artículo profundiza en la selección de materiales, el flujo del proceso y los escenarios de aplicación de cada uno, proporcionando una base teórica para el diseño y la selección de cables.
1. Proceso de extrusión
1.1 Sistemas de materiales
El proceso de extrusión utiliza principalmente materiales poliméricos termoplásticos o termoestables:
① Cloruro de polivinilo (PVC): Bajo costo, fácil procesamiento, adecuado para cables convencionales de bajo voltaje (por ejemplo, cables estándar UL 1061), pero con poca resistencia al calor (temperatura de uso a largo plazo ≤70 °C).
②Polietileno reticulado (XLPE)Mediante reticulación con peróxido o irradiación, la temperatura nominal aumenta a 90 °C (norma IEC 60502), y se utiliza para cables de alimentación de media y alta tensión.
③ Poliuretano termoplástico (TPU): Su resistencia a la abrasión cumple con la norma ISO 4649 de grado A y se utiliza para cables de cadenas portacables de robots.
④ Fluoroplásticos (por ejemplo, FEP): Resistencia a altas temperaturas (200 °C) y resistencia a la corrosión química, cumpliendo con los requisitos de la norma MIL-W-22759 para cables aeroespaciales.
1.2 Características del proceso
Utiliza una extrusora de tornillo para lograr un recubrimiento continuo:
① Control de temperatura: El XLPE requiere un control de temperatura de tres etapas (zona de alimentación 120 °C → zona de compresión 150 °C → zona de homogeneización 180 °C).
② Control de espesor: La excentricidad debe ser ≤5% (según lo especificado en GB/T 2951.11).
③ Método de enfriamiento: Enfriamiento gradual en una cubeta de agua para evitar el agrietamiento por tensión de cristalización.
1.3 Escenarios de aplicación
① Transmisión de energía: Cables con aislamiento XLPE de 35 kV o inferior (GB/T 12706).
② Mazos de cables para automóviles: Aislamiento de PVC de pared delgada (norma ISO 6722, espesor de 0,13 mm).
③ Cables especiales: Cables coaxiales con aislamiento de PTFE (ASTM D3307).
2. Proceso de envoltura longitudinal
2.1 Selección de materiales
① Tiras metálicas: 0,15 mmcinta de acero galvanizado(Requisitos de la norma GB/T 2952), cinta de aluminio recubierta de plástico (estructura Al/PET/Al).
② Materiales impermeables: Cinta impermeable recubierta con adhesivo termofusible (tasa de hinchamiento ≥500%).
③ Materiales de soldadura: Alambre de soldadura de aluminio ER5356 para soldadura por arco de argón (norma AWS A5.10).
2.2 Tecnologías clave
El proceso de envoltura longitudinal consta de tres pasos fundamentales:
① Conformado de tiras: Doblar tiras planas en forma de U → forma de O mediante laminado en varias etapas.
② Soldadura continua: Soldadura por inducción de alta frecuencia (frecuencia 400 kHz, velocidad 20 m/min).
③ Inspección en línea: Probador de chispas (tensión de prueba 9 kV/mm).
2.3 Aplicaciones típicas
① Cables submarinos: Envoltura longitudinal de tira de acero de doble capa (resistencia mecánica estándar IEC 60840 ≥400 N/mm²).
② Cables para minería: Cubierta de aluminio corrugado (MT 818.14, resistencia a la compresión ≥20 MPa).
③ Cables de comunicación: blindaje longitudinal de envoltura compuesta de aluminio y plástico (pérdida de transmisión ≤0,1 dB/m a 1 GHz).
3. Proceso de envoltura helicoidal
3.1 Combinaciones de materiales
① Cinta de mica: contenido de moscovita ≥95% (GB/T 5019.6), temperatura de resistencia al fuego 1000°C/90 min.
② Cinta semiconductora: contenido de negro de humo del 30 % al 40 % (resistividad volumétrica de 10² a 10³ Ω·cm).
③ Cintas compuestas: Película de poliéster + tejido no tejido (espesor 0,05 mm ±0,005 mm).
3.2 Parámetros del proceso
① Ángulo de envoltura: 25°～55° (un ángulo menor proporciona una mejor resistencia a la flexión).
② Relación de solapamiento: 50%～70% (los cables resistentes al fuego requieren un solapamiento del 100%).
③ Control de tensión: 0,5～2 N/mm² (control de bucle cerrado del servomotor).
3.3 Aplicaciones innovadoras
① Cables para centrales nucleares: Envoltura de cinta de mica de tres capas (calificado según la norma IEEE 383 para pruebas LOCA).
② Cables superconductores: Envoltura de cinta semiconductora que bloquea el agua (tasa de retención de corriente crítica ≥98%).
③ Cables de alta frecuencia: Envoltura de película de PTFE (constante dieléctrica 2,1 a 1 MHz).
4. Proceso de recubrimiento por inmersión
4.1 Sistemas de recubrimiento
① Recubrimientos asfálticos: Penetración 60～80 (0,1 mm) a 25 °C (GB/T 4507).
② Poliuretano: Sistema de dos componentes (NCO:OH = 1,1:1), adhesión ≥3B (ASTM D3359).
③ Nanorecubrimientos: resina epoxi modificada con SiO₂ (prueba de niebla salina >1000 h).
4.2 Mejoras en los procesos
① Impregnación al vacío: Presión de 0,08 MPa mantenida durante 30 min (tasa de llenado de poros >95%).
② Curado UV: Longitud de onda 365 nm, intensidad 800 mJ/cm².
③ Secado gradual: 40°C × 2 h → 80°C × 4 h → 120°C × 1 h.
4.3 Aplicaciones especiales
① Conductores aéreos: Recubrimiento anticorrosión modificado con grafeno (densidad de depósito de sal reducida en un 70%).
② Cables a bordo: Recubrimiento de poliurea autorreparable (tiempo de curación de grietas <24 h).
③ Cables enterrados: Recubrimiento semiconductor (resistencia de puesta a tierra ≤5 Ω·km).
5. Conclusión
Con el desarrollo de nuevos materiales y equipos inteligentes, los procesos de recubrimiento están evolucionando hacia la composición y la digitalización. Por ejemplo, la tecnología combinada de extrusión y envoltura longitudinal permite la producción integrada de coextrusión de tres capas con revestimiento de aluminio, y los cables de comunicación 5G utilizan aislamiento compuesto de nanorrevestimiento y envoltura. La innovación futura en los procesos debe encontrar el equilibrio óptimo entre el control de costes y la mejora del rendimiento, impulsando así el desarrollo de alta calidad de la industria del cable.
Fecha de publicación: 31 de diciembre de 2025