Drôty a káble, ktoré slúžia ako hlavné nosiče energie a informačnej komunikácie, majú výkon, ktorý priamo závisí od procesov izolácie a plášťa. S diverzifikáciou moderných priemyselných požiadaviek na výkon káblov, štyri hlavné procesy – extrúzia, pozdĺžne ovíjanie, špirálové ovíjanie a ponorné lakovanie – preukazujú jedinečné výhody v rôznych scenároch. Tento článok sa ponára do výberu materiálu, postupu procesu a scenárov použitia každého procesu a poskytuje teoretický základ pre návrh a výber káblov.
1 Proces extrúzie
1.1 Materiálové systémy
Proces extrúzie využíva predovšetkým termoplastické alebo termosetické polymérne materiály:
① Polyvinylchlorid (PVC): Nízka cena, jednoduché spracovanie, vhodný pre bežné nízkonapäťové káble (napr. káble štandardu UL 1061), ale so slabou tepelnou odolnosťou (dlhodobá teplota používania ≤70 °C).
2Zosieťovaný polyetylén (XLPE)Zosieťovaním peroxidom alebo ožiarením sa zvyšuje teplotná odolnosť na 90 °C (norma IEC 60502), používa sa pre káble stredného a vysokého napätia.
③ Termoplastický polyuretán (TPU): Odolnosť voči oderu spĺňa normu ISO 4649 triedy A, používa sa pre káble ťažných reťazí robotov.
④ Fluóroplasty (napr. FEP): Odolnosť voči vysokým teplotám (200 °C) a chemickej korózii, spĺňajúce požiadavky MIL-W-22759 na letecké káble.
1.2 Charakteristiky procesu
Na dosiahnutie kontinuálneho povlakovania používa závitovkový extrudér:
① Regulácia teploty: XLPE vyžaduje trojstupňovú reguláciu teploty (zóna prívodu 120 °C → zóna kompresie 150 °C → zóna homogenizácie 180 °C).
② Kontrola hrúbky: Excentricita musí byť ≤ 5 % (ako je uvedené v GB/T 2951.11).
③ Metóda chladenia: Gradientné chladenie vo vodnej nádrži na zabránenie praskaniu spôsobenému kryštalizáciou.
1.3 Aplikačné scenáre
① Prenos energie: Káble s izoláciou XLPE 35 kV a menej (GB/T 12706).
② Automobilové káblové zväzky: Tenkostenná PVC izolácia (norma ISO 6722 hrúbka 0,13 mm).
③ Špeciálne káble: Koaxiálne káble s PTFE izoláciou (ASTM D3307).
2 Proces pozdĺžneho balenia
2.1 Výber materiálu
① Kovové pásy: 0,15 mmpozinkovaná oceľová páska(požiadavky GB/T 2952), hliníková páska s plastovým povlakom (štruktúra Al/PET/Al).
② Vodotesné materiály: Vodotesná páska s tavným lepidlom (miera napučania ≥500 %).
③ Zváracie materiály: hliníkový zvárací drôt ER5356 na argónové oblúkové zváranie (norma AWS A5.10).
2.2 Kľúčové technológie
Proces pozdĺžneho balenia zahŕňa tri hlavné kroky:
① Tvarovanie pásov: Ohýbanie plochých pásov do tvaru U → O viacstupňovým valcovaním.
② Nepretržité zváranie: Vysokofrekvenčné indukčné zváranie (frekvencia 400 kHz, rýchlosť 20 m/min).
③ Online kontrola: Tester iskier (testovacie napätie 9 kV/mm).
2.3 Typické aplikácie
① Podmorské káble: Pozdĺžne ovinutie dvojvrstvovým oceľovým pásom (norma IEC 60840 mechanická pevnosť ≥400 N/mm²).
② Banské káble: Vlnitý hliníkový plášť (pevnosť v tlaku MT 818.14 ≥20 MPa).
③ Komunikačné káble: Pozdĺžne tienenie z hliníkovo-plastového kompozitu (prenosová strata ≤0,1 dB/m pri 1 GHz).
3. Proces špirálového balenia
3.1 Kombinácie materiálov
① Sľudová páska: obsah muskovitu ≥95 % (GB/T 5019.6), teplota ohňovzdornosti 1000 °C/90 min.
② Polovodičová páska: Obsah čierneho uhlíka 30 %～40 % (objemový merný odpor 10²～10³ Ω·cm).
③ Kompozitné pásky: Polyesterová fólia + netkaná textília (hrúbka 0,05 mm ± 0,005 mm).
3.2 Parametre procesu
① Uhol ohýbania: 25°～55° (menší uhol poskytuje lepšiu odolnosť voči ohybu).
② Pomer prekrytia: 50 %～70 % (ohňovzdorné káble vyžadujú 100 % prekrytie).
③ Regulácia napätia: 0,5～2 N/mm² (riadenie servomotorom v uzavretej slučke).
3.3 Inovatívne aplikácie
① Jadrové káble: Trojvrstvový obal zo sľudovej pásky (spĺňa požiadavky na test LOCA podľa normy IEEE 383).
② Supravodivé káble: Polovodičová vodotesná páska (kritická miera zadržania prúdu ≥98 %).
③ Vysokofrekvenčné káble: Obalené PTFE fóliou (dielektrická konštanta 2,1 pri 1 MHz).
4. proces ponorného lakovania
4.1 Náterové systémy
① Asfaltové nátery: Penetrácia 60～80 (0,1 mm) pri 25 °C (GB/T 4507).
② Polyuretán: Dvojzložkový systém (NCO∶OH = 1,1∶1), priľnavosť ≥3B (ASTM D3359).
③ Nano-povlaky: modifikovaná epoxidová živica SiO₂ (test v soľnej hmle > 1000 h).
4.2 Zlepšenia procesov
① Vákuová impregnácia: Tlak 0,08 MPa udržiavaný počas 30 minút (miera plnenia pórov > 95 %).
② UV vytvrdzovanie: Vlnová dĺžka 365 nm, intenzita 800 mJ/cm².
③ Gradientové sušenie: 40 °C × 2 h → 80 °C × 4 h → 120 °C × 1 h.
4.3 Špeciálne aplikácie
① Nadzemné vodiče: Antikorózny náter modifikovaný grafénom (hustota soľných usadenín znížená o 70 %).
② Lodné káble: Samoopravný polymočovinový náter (doba hojenia trhlín <24 h).
③ Zakopané káble: Polovodičový povlak (uzemňovací odpor ≤ 5 Ω·km).
5 Záver
S vývojom nových materiálov a inteligentných zariadení sa procesy poťahovania vyvíjajú smerom ku kompozícii a digitalizácii. Napríklad kombinovaná technológia extrúzie a pozdĺžneho obalovania umožňuje integrovanú výrobu trojvrstvovej koextrúzie + hliníkového plášťa a komunikačné káble 5G používajú nano-povlak + kompozitnú izoláciu obalením. Budúce inovácie procesov musia nájsť optimálnu rovnováhu medzi kontrolou nákladov a zvýšením výkonu, čo bude hnacou silou vysokokvalitného rozvoja káblového priemyslu.
Čas uverejnenia: 31. decembra 2025