Los alambres y cables, que sirven como conductores principales para la transmisión de energía y la comunicación de información, tienen un rendimiento que depende directamente de los procesos de aislamiento y revestimiento. Con la diversificación de los requisitos de la industria moderna para el rendimiento de los cables, cuatro procesos principales —extrusión, envoltura longitudinal, envoltura helicoidal y recubrimiento por inmersión— presentan ventajas únicas en diferentes escenarios. Este artículo profundiza en la selección de materiales, el flujo del proceso y los escenarios de aplicación de cada proceso, proporcionando una base teórica para el diseño y la selección de cables.
1 Proceso de extrusión
1.1 Sistemas materiales
El proceso de extrusión utiliza principalmente materiales poliméricos termoplásticos o termoendurecibles:
① Cloruro de polivinilo (PVC): Bajo costo, fácil procesamiento, adecuado para cables de bajo voltaje convencionales (por ejemplo, cables estándar UL 1061), pero con poca resistencia al calor (temperatura de uso a largo plazo ≤70 °C).
②Polietileno reticulado (XLPE):A través de la reticulación por peróxido o irradiación, la clasificación de temperatura aumenta hasta 90°C (norma IEC 60502), utilizada para cables de alimentación de media y alta tensión.
③ Poliuretano termoplástico (TPU): la resistencia a la abrasión cumple con la norma ISO 4649 Grado A, utilizada 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 cables aeroespaciales MIL-W-22759.
1.2 Características del proceso
Utiliza una extrusora de tornillo para lograr un recubrimiento continuo:
① Control de temperatura: 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% (como se especifica en GB/T 2951.11).
③ Método de enfriamiento: enfriamiento por gradiente en un canal de agua para evitar el agrietamiento por tensión de cristalización.
1.3 Escenarios de aplicación
① Transmisión de potencia: cables aislados con XLPE de 35 kV y menos (GB/T 12706).
② Arneses de cableado para automóviles: aislamiento de PVC de pared delgada (norma ISO 6722, espesor de 0,13 mm).
③ Cables especiales: Cables coaxiales aislados con PTFE (ASTM D3307).
2 Proceso de envoltura longitudinal
2.1 Selección de materiales
① Tiras de metal: 0,15 mmcinta de acero galvanizado(Requisitos GB/T 2952), cinta de aluminio recubierta de plástico (estructura Al/PET/Al).
② Materiales que bloquean el agua: Cinta adhesiva termofusible recubierta de bloqueo de agua (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 principales:
① Conformado de tiras: doblado de tiras planas en forma de U → forma de O mediante laminado en múltiples 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 de minería: cubierta de aluminio corrugado (resistencia a la compresión MT 818.14 ≥20 MPa).
③ Cables de comunicación: blindaje longitudinal compuesto 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 carbono 30%～40% (resistividad volumétrica 10²～10³ Ω·cm).
③ Cintas compuestas: Película de poliéster + tela no tejida (espesor 0,05 mm ±0,005 mm).
3.2 Parámetros del proceso
① Ángulo de envoltura: 25°～55° (un ángulo más pequeño proporciona una mejor resistencia a la flexión).
② Relación de superposición: 50% ～ 70% (los cables resistentes al fuego requieren una superposición del 100%).
③ Control de tensión: 0,5～2 N/mm² (control de circuito cerrado del servomotor).
3.3 Aplicaciones innovadoras
① Cables de energía nuclear: envoltura de cinta de mica de tres capas (calificada para prueba LOCA según estándar IEEE 383).
② Cables superconductores: envoltura de cinta semiconductora bloqueadora de 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).
Proceso de recubrimiento por 4 inmersiones
4.1 Sistemas de recubrimiento
① Recubrimientos de asfalto: 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 Nano-recubrimientos: resina epoxi modificada con SiO₂ (prueba de niebla salina >1000 h).
4.2 Mejoras de 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 en gradiente: 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 de 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 compositización y la digitalización. Por ejemplo, la tecnología combinada de extrusión y envoltura longitudinal permite la producción integrada de coextrusión de tres capas + revestimiento de aluminio, y los cables de comunicación 5G utilizan nanorrecubrimiento + envoltura de aislamiento compuesto. La innovación de procesos en el futuro debe encontrar el equilibrio óptimo entre el control de costos y la mejora del rendimiento, impulsando el desarrollo de alta calidad de la industria del cable.
Hora de publicación: 31 de diciembre de 2025