Conhecimento

Durante a extrusão de camadas de isolamento e revestimento, manter a parede de polímero centrada em torno do condutor ou núcleo do cabo é uma das tarefas de qualidade mais importantes na linha de produção. Quando a parede se desvia-do centro, um lado fica mais fino que o outro. Esse lado fino se torna o ponto fraco para o desempenho elétrico e proteção mecânica, enquanto o lado grosso desperdiça material em cada medidor produzido. Ser capaz de corrigir a excentricidade rapidamente e mantê-la dentro da tolerância durante toda a operação afeta diretamente a qualidade e o custo do produto.

Este guia explica o que é excentricidade de extrusão, por que ela é importante, como ajustá-la em matrizes tradicionais e onde as ferramentas de-centralização fixa e auto{1}}centralização se encaixam. Se você quiser uma explicação mais ampla do tópico, também abordaremos isso em nossoguia de ajuste de excentricidade de fibra óptica.

O que é excentricidade na extrusão de cabos?

A excentricidade é o deslocamento entre o centro do condutor (ou núcleo do cabo) e o centro da camada extrudada ao seu redor. Num cabo perfeitamente concêntrico, a espessura da parede é a mesma em toda a circunferência. Quando o núcleo fica fora-do centro dentro da matriz, um lado da parede é mais fino e o lado oposto é mais grosso.

A excentricidade é normalmente expressa como a diferença entre a espessura máxima e mínima da parede, ou como uma percentagem relativa à parede nominal. No chão de fábrica, os operadores verificam cortando uma amostra em anel do cabo extrudado, cortando-o de forma limpa e medindo a parede em vários pontos ao redor da circunferência (geralmente superior, inferior, esquerda e direita) com um microscópio de medição, um projetor de perfil ou um medidor de espessura. Métodos de teste internacionais, como oSérie IEC 60811 para medição de dimensões gerais e espessuras de paredes não{1}}metálicasdescrever como essas medições devem ser feitas para que os resultados sejam comparáveis ​​entre operadores e laboratórios.

Por que o controle de excentricidade é importante

A má centralização não é apenas um problema cosmético. Tem consequências que aparecem no desempenho, no custo e na aceitação do cliente:

• Proteção elétrica e óptica.O ponto mais fino da parede define a verdadeira margem de proteção. Um cabo que mede bem, em média, ainda pode falhar onde a parede é fina.
• Durabilidade mecânica.Uma parede de revestimento fina é mais vulnerável à abrasão, esmagamento e rachaduras durante a instalação e durante a vida útil do cabo.
• Custo de materiais.Para manter o lado fino acima do mínimo, os operadores geralmente aumentam a espessura média da parede. Esse polímero extra é espalhado por toda a extensão da tiragem, de modo que uma pequena excentricidade se traduz em um gasto excessivo de material constante e contínuo.
• Consistência e aceitação do lote.A espessura da parede e sua variação são itens padrão na inspeção de entrada. Cabos que saem da tolerância levam a bobinas rejeitadas e retrabalho.

Como ajustar a excentricidade em matrizes de extrusão tradicionais

Uma matriz tradicional usa uma ponta (tubo central) e uma matriz separadas, com parafusos de centralização ao redor da cabeça da matriz que permitem ao operador deslocar a matriz em relação à ponta. Ajustar esses parafusos é como a parede volta a ser concêntrica. Os métodos abaixo são os mais comuns usados ​​na prática. Na maioria das lojas eles são combinados em vez de usados ​​isoladamente.

1. Centralização visual (sem carga)

Antes de alimentar o material, o operador olha para baixo nas ferramentas e ajusta a matriz para que a folga anular entre a ponta e a matriz fique uniforme em toda a volta e, em seguida, aperta os parafusos de centralização.

Quando usar:como a primeira etapa de configuração aproximada antes de cada execução.
Limitação:ele apenas alinha as ferramentas vazias. Ele não leva em conta como o material fundido realmente flui quando a produção começa, por isso sempre precisa ser confirmado sob carga.

2. Centralização durante a extrusão

Uma vez que o polímero esteja totalmente fundido e fluindo, o operador ajusta os parafusos de centralização enquanto o material corre, coleta amostras periódicas do anel, verifica a espessura da parede ao redor da circunferência e continua ajustando até que fique uniforme. Como o comportamento de fusão depende muito detemperatura de extrusão e estabilidade do fluxo de fusão, esta etapa deve ser realizada somente após o processo atingir um estado térmico estacionário.

Quando usar:o principal método-de ajuste fino para a maioria dos isolamentos e revestimentos.
Limitação:há um atraso entre um ajuste e a amostra que mostra seu efeito, por isso é preciso paciência e pequenos movimentos incrementais.

3. Centralização com o núcleo do cabo (centralização-em linha)

Adequado para cabos de-diâmetro pequeno. O núcleo é enfiado através da ponta e preso à linha de tração, o material é alimentado e, uma vez estabilizado o fluxo de fusão, as velocidades de extrusão e{2}}de transporte são definidas. Um comprimento curto é executado, o diâmetro externo é verificado em relação às especificações, então a linha é parada e uma amostra é coletada. O ciclo é repetido até que a parede fique uniforme.

Quando usar:produto de-diâmetro pequeno onde a própria posição do núcleo influencia fortemente a centralização.
Limitação:se o núcleo raspar a ponta ou for puxado sob tensão lateral, a excentricidade retornará mesmo em ferramentas bem-centradas, portanto, o caminho-do núcleo e o controle de tensão são tão importantes quanto os parafusos.

4. Centralização leve-assistida

Usado para jaquetas transparentes. Uma luz brilha através da parede para que o operador possa ver diretamente as áreas grossas e finas e ajustar os parafusos até que a parede pareça uniforme de todos os lados.

Quando usar:compostos claros ou translúcidos onde a parede pode ser lida a olho nu.
Limitação:ele não funciona em materiais opacos, como PE preto ou muitos compostos de halogênio com baixo teor de-fumo zero-e é um auxílio visual em vez de um substituto para amostras medidas.

5. Centralização por toque (com base na experiência-)

Uma verificação empírica em que um operador experiente sente manualmente a espessura da parede da camada extrudada e ajusta a matriz de acordo.

Quando usar:como um julgamento complementar rápido durante a execução-de teste em baixa velocidade, nas mãos de um operador qualificado.
Limitação:envolve trabalhar próximo a ferramentas e materiais quentes, portanto apresenta risco de queimadura e deve seguir os procedimentos de segurança da linha. É apenas um guia aproximado e nunca deve substituir a confirmação da espessura medida da parede-antes que a execução seja aceita.

Um erro comum com todos esses métodos é perseguir a leitura após uma única amostra. O fluxo de fusão precisa de um momento para se estabilizar após cada ajuste, e mover vários parafusos ao mesmo tempo torna difícil dizer qual alteração causou o quê. Movimentos pequenos e únicos com uma nova amostra após cada um são mais lentos, mas muito mais confiáveis.

Matrizes-centrais fixas (uma-peça): reduzindo o tempo de configuração

Em uma matriz-central fixa, a ponta e a matriz são unidas em uma única unidade, às vezes chamada de matriz integrada. Como as duas metades são fixas uma em relação à outra, não há parafusos de centralização para ajustar. Três métodos de união são normalmente usados: soldado, rosqueado e fixado.

A junta soldada é geralmente considerada a mais confiável das três, porque uma solda contínua fixa a ponta e a matriz concêntricas entre si, sem folga que possa se deslocar e sem interface roscada que possa se soltar durante o ciclo térmico. Essa estabilidade é o que uma matriz central-fixa foi projetada para oferecer.

A eliminação da etapa de ajuste traz dois benefícios práticos. Ele remove o material de tentativa-e-erro que uma matriz tradicional descarta durante a centralização e reduz o tempo de troca e configuração da matriz, de modo que a linha gasta mais tempo produzindo cabos dentro das-especificações. A desvantagem-é que a concentricidade é incorporada no estágio de ferramental e, portanto, não pode ser corrigida na máquina. Ainda é necessário cuidado para manter o condutor ou núcleo passando pelo centro da ponta; se o núcleo raspar a parede da ponta ou entrar sob carga lateral, a camisa ainda poderá sair excêntrica.

Cruzetas-centralizadas e auto{1}}fixas: benefícios e limitações

Uma cruzeta-central fixa (auto-centralizada, sem ajuste-) aplica o mesmo princípio a uma cabeça de extrusão de cruzeta: depois que a ponta e a matriz são instaladas, a produção pode começar sem uma rotina de centralização. O benefício é uma configuração rápida e repetível e uma concentricidade consistente de bobina a bobina.

A limitação é o custo e a precisão. Como a concentricidade depende inteiramente da precisão com que a cruzeta e as ferramentas são usinadas e combinadas, as tolerâncias são restritas e as ferramentas são mais caras. As cruzetas ajustáveis ​​continuam sendo mais comuns porque são mais tolerantes com os custos de ferramentas, mas trazem o operador de volta aos métodos de centralização manual descritos acima.

Matriz tradicional x matriz fixa-matriz central x cruzeta autocentrante-

Quando os fabricantes devem usar ferramentas{0}com autocentralização?

As ferramentas-de autocentralização e de centro{1}}fixo compensam quando a mesma especificação é executada repetidamente e o tempo de configuração e o desperdício são os custos dominantes. A produção longa e de alto-volume de uma jaqueta estável ou especificação de isolamento é onde a configuração rápida,{4}}livre de ajustes e a concentricidade consistente são mais valiosas, e onde o custo mais alto de ferramentas é distribuído por comprimento suficiente para valer a pena.

As matrizes ajustáveis ​​tradicionais continuam sendo a melhor opção onde o mix de produtos muda frequentemente, onde os diâmetros e as especificações da parede variam ou onde a flexibilidade para re-centralizar na máquina é mais útil do que a configuração mais rápida possível. As duas abordagens não são concorrentes, mas ferramentas para diferentes padrões de produção, e muitas fábricas operam ambas.

Como o controle de excentricidade melhora a qualidade do cabo de fibra óptica

Para compradores de cabos de fibra óptica, a excentricidade da extrusão não é apenas um detalhe de produção. Ele afeta a uniformidade da capa, a proteção mecânica de longo-prazo e a consistência de lote-a{3}}lote, as mesmas qualidades que determinam como um cabo sobrevive à instalação e a anos no campo. A capacidade de um fornecedor de manter uma concentricidade rígida é um indicador direto do seu controle de processo.

Em nosso própriofabricação de cabos de fibra ópticaNo processo, a excentricidade é gerenciada por meio de uma combinação de condições de extrusão estáveis, monitoramento-do diâmetro externo-em linha e medição-offline da espessura-da parede em amostras de anel na aprovação do primeiro-artigo e em intervalos de inspeção definidos durante a execução. Os compostos da jaqueta se comportam de maneira diferente durante a centralização; materiais PE transparentes, pretos e LSZH são lidos de maneira diferente sob a luz e a olho nu, o que é um dos motivos de nossa escolha demateriais de bainha como PE, LSZH e PVCé compatível com a aplicação e a abordagem de centralização. Os cabos acabados são então verificados em relação aos requisitos dimensionais e mecânicos como parte dotestes de cabos de fibra óptica.

Perguntas frequentes

Como posso verificar se a capa de um cabo é excêntrica?

Corte uma amostra limpa do anel e meça a espessura da parede em vários pontos ao redor da circunferência. A diferença entre os pontos mais grossos e mais finos é a excentricidade. Para jaquetas transparentes, iluminar a parede proporciona uma leitura visual rápida, mas uma amostra medida é o que confirma a aceitação.

O que causa excentricidade durante a extrusão?

As causas mais comuns são ferramentas-fora do centro, fluxo de fusão desigual ao redor da matriz e o núcleo não passando pelo centro da ponta devido à tensão lateral ou a uma ponta desgastada. O desgaste da ferramenta e a temperatura instável podem causar um desvio na configuração anteriormente centralizada.

Uma matriz central-fixa elimina completamente a excentricidade?

Elimina a necessidade de ajuste da matriz, mas por si só não garante uma parede concêntrica. Se o condutor ou núcleo for puxado-para fora do centro ao passar pela ponta, a parede ainda poderá ficar irregular. O caminho-central e o controle de tensão ainda são importantes.

Qual método de centralização é melhor?

Não existe um único método melhor. A centralização visual configura o ferramental, a centralização durante a extrusão faz o trabalho fino sob carga, a-centralização do núcleo em linha se adapta a diâmetros pequenos e a verificação-leve ajuda em revestimentos transparentes. As verificações-com base no toque são apenas uma ajuda complementar. Na prática, eles são agrupados em camadas e cada execução é confirmada com amostras medidas.

Resumo

O controle de excentricidade consiste em manter a parede extrudada concêntrica para que nenhum lado fique perigosamente fino e nenhum material seja desperdiçado silenciosamente. As matrizes tradicionais oferecem aos operadores a flexibilidade para corrigir a centralização na máquina, enquanto as ferramentas de-centralização fixa e auto{2}}centralização trocam essa flexibilidade para uma configuração rápida e repetível e menor desperdício em especificações estáveis ​​e de alto-volume. A escolha entre eles depende do padrão de produção, e manter qualquer um deles dentro da tolerância depende de medições disciplinadas e condições de processo estáveis.

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