Guía de selección de material de arnés de alambre

En el diseño y la fabricación de arneses de alambre, la elección de materiales de arneses de alambre determina directamente su fiabilidad y vida útil en un entorno específico. Sólo mediante la coincidencia razonable de las características de los materiales del arnés de alambre con los requisitos ambientales se puede garantizar que los arneses de alambre funcionen de manera estable durante el uso. Este artículo analizará en detalle el método de selección de materiales de arnés de alambre basado en las condiciones ambientales encontradas durante el uso de arnés de alambre.

1. Ambiente de alta temperatura

Los entornos de alta temperatura (generalmente temperaturas superiores a 120 ° C) pueden causar muchos problemas con los materiales del arnés de cableado:

• La capa aislante envejece y se carboniza cuando se expone al calor, perdiendo sus propiedades aislantes.
• El conductor se oxida fácilmente, aumentando la resistencia de contacto.
• La tubería de contracción térmica puede ablandarse y derretirse, perdiendo su función protectora. Al mismo tiempo, las altas temperaturas acelerarán la descomposición química del material y acortarán la vida útil del arnés de cableado.

Selección de materiales resistentes a altas temperaturas

• Material conductor: se prefiere cobre enlatado o cobre plateado. El recubrimiento evita que el oxígeno entre en contacto con el cobre y reduce la oxidación. En ambientes de temperatura extremadamente alta (más de 200 ° C), se pueden seleccionar conductores de aleación de níquel-cromo, que tienen una excelente resistencia a la oxidación a alta temperatura.
• Material de aislamiento: El cloruro de polivinilo reticulado (XLPE), la poliimida (PI) y los fluoroplásticos (como el PTFE) son materiales aislantes de alta temperatura comúnmente utilizados. El XLPE tiene una resistencia a la temperatura de hasta 135 ° C, el PI puede trabajar durante mucho tiempo a temperaturas superiores a 250 ° C, y el PTFE tiene una resistencia a la temperatura de hasta 260 ° C.
• Materiales de Sheath: La poliamida (PA) y el caucho fluoro (FKM) exhiben una buena resistencia a altas temperaturas y resistencia al envejecimiento, lo que los hace adecuados como materiales de vaina en ambientes de alta temperatura. Elige un cable resistente a altas temperaturas.
• Conductores de la serie FLRY: Núcleo de cobre enlatado y aislamiento de PVC reticulado, resistencia a la temperatura de 135 ° C, ampliamente utilizado en áreas de alta temperatura, tales como compartimentos de motor de automóviles.
• Wire envuelto en poliimida: La película PI se utiliza como la capa de aislamiento, el conductor es principalmente de cobre chapado en plata, resistencia a la temperatura de hasta 250 ° C, adecuado para motores de alta temperatura, equipos aeroespaciales y otros campos.
• Cable aislado de PTFE: La capa de aislamiento es PTFE, el conductor es de cobre chapado en níquel, resistencia a la temperatura de 260 ° C, y se puede utilizar en entornos de temperatura extremadamente alta, como hornos industriales y equipos de prueba de alta temperatura.

2. Ambiente de baja temperatura

Un entorno de baja temperatura (generalmente se refiere a una temperatura inferior a -40 ° C) ralentizará el movimiento molecular del material del arnés de cableado, haciendo que el material se endurezca, se vuelva quebradizo y haya reducido la flexibilidad. Cuando el arnés de cableado se somete a fuerzas externas, como la flexión y la vibración, la capa de aislamiento y la vaina son propensos a agrietarse, exponiendo el conductor y causando cortocircuitos y otras fallas. Las bajas temperaturas también afectan la conductividad del conductor y aumentan las pérdidas de transmisión de señal.

Selección de materiales resistentes a baja temperatura

• Conductor material: Soft oxygen-free copper has good low-temperature toughness, is not easily brittle, and can maintain good conductivity, making it the first choice for conductors in low-temperature environments.
• Material de aislamiento: El polietileno reticulado (XLPE) y el poliuretano (PU) aún tienen cierta flexibilidad a bajas temperaturas y tienen una baja temperatura de quebradumbre, lo que los hace adecuados como materiales aislantes en entornos de baja temperatura.
• Materiales de Sheath: El poliuretano termoplástico (TPU) y el monómero de etileno propileno dieno (EPDM) tienen una excelente elasticidad a baja temperatura y pueden mantener una buena flexibilidad y resistencia a las grietas por debajo de -40 ° C.
• Conductores de serie AVSS: utilizando núcleo de cobre suave libre de oxígeno y aislamiento de PVC que contiene plastificante resistente al frío, la temperatura quebradiza es inferior a -40 ° C.„ƒ, y es ampliamente utilizado en piezas de baja temperatura y fáciles de doblar, como líneas de puertas de automóviles y arneses de cableado del techo.
• Cable aislado de XLPE TPU: la capa de aislamiento es XLPE, la vaina es TPU, tiene una excelente resistencia a bajas temperaturas, puede funcionar normalmente en un entorno de -50 °C.„ƒ, y es adecuado para equipos de investigación científica polar, vehículos de logística de cadena de frío, etc
• Cable de EPDM: La vaina está hecha de caucho EPDM, que tiene una buena resistencia a bajas temperaturas y resistencia a las intempéries, y a menudo se utiliza para la transmisión de energía en ambientes al aire libre de baja temperatura.

3. Ambiente de corrosión química

En un entorno químicamente corrosivo, el arnés de cableado será corroído por sustancias como ácido, álcali, sal y aceite. Estas sustancias reaccionan químicamente con el material del arnés de cableado, haciendo que la capa de aislamiento y la vaina se hinchen, se agrieten, envejezcan e incluso corrojen el conductor, lo que afecta la conductividad eléctrica y la resistencia mecánica del arnés de cableado.

Selección de materiales resistentes a químicos

• Material de conductor: El cobre chapado en plata y el cobre chapado en níquel pueden resistir eficazmente la corrosión química y funcionar bien en ambientes de sal, ácido y alcalino. Los conductores de aleación de titanio se pueden seleccionar en entornos altamente corrosivos, pero su costo es relativamente alto.
• Material de aislamiento: El politetrafluoroetileno (PTFE) y el copolímero de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE) son extremadamente químicamente inertes y pueden resistir la corrosión de la mayoría de los ácidos, álcalis y disolventes orgánicos.
• Materiales de Sheath: El caucho fluoro (FKM), el caucho de cloropreno (CR) y la poliolefina de bajo humo libre de halógenos (LSZH) tienen una buena tolerancia al aceite, aerosol de sal, etc., y son adecuados como materiales de cubierta para ambientes químicamente corrosivos.
• Cable de cobre chapado en plata aislado con PTFE: La capa de aislamiento es PTFE, el conductor es de cobre chapado en plata, tiene una excelente resistencia a la corrosión química y es adecuado para plantas químicas, laboratorios y otros entornos altamente corrosivos.
• Cable FKM envuelto: La vaina está hecha de caucho FKM, y la capa aislante es ETFE, que puede resistir efectivamente la erosión del aceite y los disolventes químicos. A menudo se utiliza en los compartimentos de motor de automóviles, cajas de cambios y otras partes en contacto con el aceite.
• Cable de cobre chapado en níquel LSZH: La vaina es poliolefina LSZH, el conductor es de cobre chapado en níquel, tiene buena resistencia a la sal y la intemperie, y es adecuado para áreas costeras, barcos y otros entornos húmedos de sal.

4. Ambiente de aplicación mecánica

Los arneses de alambre se enfrentan a tres desafíos principales en entornos de aplicaciones mecánicas:

1. La flexión de alta frecuencia (como cadenas de arrastre de robots y cables de puertas de automóviles) puede conducir fácilmente a la fractura por fatiga del conductor y el desgaste del aislamiento.
2. Desgaste (como los arneses de alambre de maquinaria minera y equipos de construcción), que a menudo se frotan contra otros objetos y causan daños a la vaina;
3. La vibración (como los arneses de alambre de motores, máquinas herramientas y otros equipos), la vibración a largo plazo puede causar que los conectores se aflojen y los conductores se rompan.

Selección de materiales resistentes al desgaste mecánico

• Material de conductor: El alambre de cobre trenzado ultrafino (diámetro 0,05 - 0,1 mm) se utiliza para mejorar la flexibilidad y la resistencia a la fatiga, y reducir el daño causado por la flexión y la vibración.
• Material de aislamiento: La silicona y el poliuretano (PU) tienen una buena flexibilidad y resistencia al desgaste, y son adecuados como materiales aislantes en entornos de estrés mecánico.
• Materiales de Sheath: El poliuretano (PUR) y la poliamida (PA) tienen una excelente resistencia al desgaste y resistencia al desgarro, y la vaina reforzada trenzada de aramida puede mejorar aún más la resistencia mecánica del arnés.
• Cable de silicona ultrafina aislada PUR revestida: El conductor es alambre de cobre ultrafino, la capa aislante es de silicona y la vaina es PUR. Tiene una excelente flexibilidad y resistencia al desgaste, y es adecuado para escenarios de flexión de alta frecuencia, como cadenas de arrastre de robots industriales y líneas de producción automatizadas.
• A.Ramid trenzado reforzado PA cable revestido: La capa trenzada de aramida se agrega a la vaina de PA para mejorar la resistencia a la tracción y al desgaste. A menudo se utiliza en entornos con desgaste severo, como maquinaria minera y equipos de construcción.
• Cable resistente a las vibraciones: El conductor adopta una estructura torcida de múltiples hebras, la capa de aislamiento es PU, y la vaina es PUR. Tiene una buena resistencia a las vibraciones y es adecuado para equipos de vibración, como motores y máquinas herramientas.

5. Ambiente de interferencia electromagnética

En un entorno de interferencia electromagnética, el arnés de cableado será interferido por ondas electromagnéticas externas, lo que resulta en distorsión de transmisión de señal, aumento de la tasa de error de bits e incluso incapacidad para comunicarse normalmente. Durante el uso, la radiación electromagnética generada por el arnés de cableado también interferirá con el funcionamiento del equipo circundante.

Selección de materiales anti-interferencia electromagnética

• Material de conductor: El cobre libre de oxígeno de alta pureza (OFC) tiene baja resistencia y buena conductividad, lo que puede reducir la pérdida de transmisión de señal y la radiación electromagnética.
• Material de aislamiento: El polietileno espumado (PE) y el politetrafluoroetileno (PTFE) tienen una baja constante dieléctrica y factor de pérdida, lo que puede reducir la atenuación y la distorsión en la transmisión de la señal.
• Materiales de blindaje: La lámina de cobre, la lámina de aluminio y la trenza de alambre de cobre son materiales de blindaje comúnmente utilizados, que pueden bloquear efectivamente la interferencia de ondas electromagnéticas externas y reducir la radiación electromagnética del propio arnés.
• Cable blindado trenzado de lámina de cobre + alambre de cobre: El conductor es de cobre libre de oxígeno de alta pureza, la capa aislante es PE espumado y la capa de blindaje está compuesta por lámina de cobre y trenzado de alambre de cobre. La eficiencia de blindaje es superior a 80dB, lo que es adecuado para la transmisión de señal de alta frecuencia (como USB4.0, Ethernet automotriz, etc.).
• Cable sin halógenos de bajo humo blindado con lámina de aluminio: La capa de blindaje es de lámina de aluminio, y el aislamiento y la funda están hechos de materiales sin halógenos de bajo humo. Tiene una buena compatibilidad electromagnética y un buen rendimiento de protección ambiental, y se utiliza a menudo en lugares sensibles a la interferencia electromagnética, como edificios de oficinas y hospitales.
• Cable de doble blindaje: Se adopta la estructura de doble blindaje con lámina de aluminio interna y trenzado de alambre de cobre externo. La eficiencia de blindaje se mejora aún más, lo que es adecuado para entornos de fuerte interferencia electromagnética (como subestaciones, estaciones base de comunicación, etc.).

6. Referencia de aplicación de combinación común

1. Resistencia a alta temperatura:

• Aplicación general (120 - 150 °)„ƒ): conductor de cobre enlatado + aislamiento de PVC reticulado (XLPE) + vaina de tubo corrugado PA6.
• Aplicación actualizada (> 180 °„ƒ Conductor de aleación de níquel-cromo (temperatura anti-oxidación aumentada a 250 ° C)„ƒ) + envoltura de película de poliimida (PI) + recubrimiento de PTFE (resistencia a la temperatura aumentada a 260 ° C„ƒ) + vaina de fluoro caucho (FKM) (con refuerzo de trenza de fibra de vidrio, la resistencia a la tracción aumentó de 50MPa de PA6 a 100MPa de FKM).

2. Resistencia a baja temperatura:

• Aplicación general (-30 a -40 °„ƒ): conductor de cobre suave libre de oxígeno + aislamiento de PVC resistente al frío (plastificante de ftalatos añadido) + vaina de TPU (dureza de Shore A80).
• Ap lica ción actuali zada (< - 40„ƒ): C obre sua ve ultra fino sin ox í geno (di ám etro reduc ido a 0, 08 mm , radio de fle xión reduc ido de 8 D a 5 D) + ais lami ento de silic ona (ag rega aceite de silic ona resist ente al frío , resistencia a ba jas temperatur as hasta - 60 ° C)„ƒ) + Va ina E PD M (que conti ene agente antic ong el ante negro de carb ono , con capa de tr enz ado de fib ra de aram ida , resistencia al des gar ro aument ó de 15 k N / m a 30 k N / m).

3. Resistencia a la corrosión química:

• Aplicación general (corrosión media y baja): conductor de cobre chapado en níquel + aislamiento de ETFE + vaina LSZH.
• Aplicación mejorada (fuerte corrosión): conductor de aleación de titanio (material TC4, resistente a la corrosión de aqua regia) + aislamiento de PTFE (resistente a todas las concentraciones de ácido, álcali y disolventes orgánicos) + vaina FKM (capa de armadura de acero inoxidable 304 incorporada).

4. Estrés mecánico:

• Aplicación general (estrés medio): cobre multicamada + aislamiento PU (dureza de Shore A75) + vaina PUR.
• Aplicación mejorada (fuerte tensión): cobre ultra fino (200 hebras) + aislamiento de silicona (dureza Shore A60) + vaina PUR reforzada trenzada de aramida (resistencia al desgaste aumentada en 3 veces).

5. Interferencia electromagnética:

• Aplicación general (interferencia de baja frecuencia): cobre de alta pureza (99.95%) + aislamiento de PE espumado (grado de espuma 40%) + blindaje de lámina de aluminio + vaina de PVC.
• Aplicación mejorada (interferencia fuerte de alta frecuencia): cobre libre de oxígeno 7N (pureza 99.99999%) + aislamiento de PTFE (espuma física, que aumenta la velocidad de transmisión de señal de 1Gbps a 10Gbps) + lámina de cobre (0,05 mm) + trenzado de alambre de cobre enlatado (cobertura 95%) doble blindaje + vaina de cinturón compuesto de aluminio-plástico.

La selección del material adecuado de acuerdo con el escenario de aplicación puede mejorar la fiabilidad y la vida útil del arnés de cableado y reducir los costos de mantenimiento. Kaweei La fábrica de personalización de arnés de cableado puede proporcionar soluciones de arnés de cableado de alta calidad para entornos complejos. Si necesita arneses de cableado personalizados, por favor entra Toque con nosotros.