와이어 압출은 구리 또는 알루미늄 도체 주위에 폴리머 보호층을 놓는 제조 단계입니다. 이 층은 와이어에 전기 절연성, 마모 및 화학 물질에 대한 저항성, 그리고 종종 고객에게 정체성을 부여하는 역할을 합니다. 압출 코팅의 품질은 릴이 스파크 테스트를 통과하고 정격 전압을 유지하며 수년간의 굽힘과 열 후에도 계속 작동하는지 여부를 결정합니다. 절연 벽에 작은 편심이라도 전압 스트레스로 인해 실패하는 얇은 지점을 만들 수 있습니다.
케이블 제조업체의 경우 압출 라인은 작업 현장에서 가장 높은 가치를 지닌 투자인 경우가 많습니다. 올바른 구성을 선택하는 것은 제품 품질뿐만 아니라 생산 유연성, 재료 수율 및 장기 운영 비용에도 중요합니다. 이 기사에서는 와이어 압출의 작동 방식, 최신 압출 라인의 주요 구성 요소, 주요 라인 유형 및 구매 결정을 내리기 전에 평가해야 하는 요소에 대해 설명합니다.
와이어 압출이란 무엇입니까?
간단히 말해서 와이어 압출은 연속 코팅 공정입니다. 열가소성 또는 열경화성 재료는 균질한 용융물이 될 때까지 가열된 다음 다이를 통해 펌핑되어 움직이는 도체 주위에 적용됩니다. 냉각 및 응고 후 이 층은 전선의 1차 절연재 또는 케이블 코어의 외부 보호 피복이 됩니다.
이 용어는 단순히 플라스틱을 적용하는 것 이상을 포함합니다. 압출 컴파운드에는 PVC, PE, XLPE, LSZH, 나일론, 실리콘 고무와 같은 엘라스토머뿐만 아니라 FEP 및 PFA와 같은 불소 중합체가 포함됩니다. 각 재료에는 고유한 나사 형상, 온도 프로필 및 툴링 설계가 필요하므로 제조업체는 일반적으로 단일 기계에서 모든 것을 처리하려고 하기보다는 라인 구성을 특정 화합물 계열에 맞추려고 합니다.
와이어 압출 공정의 작동 방식
프로세스는 연속적이며 일단 올바르게 설정되면 릴에서 릴로 일정한 라인 속도로 실행됩니다. 주요 단계는 다음과 같습니다:
- 보상 및 장력 제어. 도체는 페이오프 릴에서 풀리거나 업스트림 인발 또는 연선 공정에서 직접 공급됩니다. 코팅된 와이어의 직경 변화를 방지하려면 장력을 안정적으로 유지해야 합니다.
- 예열. 도체는 표면 수분을 제거하고 온도를 높이는 예열기를 통과하여 용융물의 접착력을 향상시키고 압출기의 냉각 부하를 줄입니다.
- 압출. 폴리머 펠릿은 건조되어 압출기 호퍼에 공급되고, 스크류 회전 및 배럴 가열에 의해 용융되어 크로스헤드로 전달됩니다. 크로스헤드는 용융물을 다이 내부 도체 주위로 유도하여 균일한 층을 형성합니다.
- 냉각. 새로 코팅된 와이어는 일련의 물통을 통해 이동합니다. 냉각은 재료가 점진적으로 응고되도록 단계적으로 진행되어 벽의 공극, 균열 및 잔류 응력을 방지합니다.
- 당김 및 측정. 캡스턴 또는 캐터필러 풀러는 라인 속도를 제어합니다. 온라인 직경 게이지, 편심 모니터 및 스파크 테스터는 제품이 테이크업에 도달하기 전에 실시간으로 제품을 확인합니다.
- 테이크업. 완성된 와이어는 릴에 감겨지며, 트래버스 제어 기능을 통해 코어에서 플랜지까지 균일한 감김과 일관된 장력을 보장합니다.
라인 속도와 용융 온도는 상호 의존적입니다. 속도가 증가하면 스크류의 전단 가열이 증가하는 반면, 온도가 높을수록 용융 점도는 낮아집니다. 잘 디자인된 라인은 균형을 안정적으로 유지합니다. 그렇지 않으면 게이지가 감지할 수 있지만 완전히 수정할 수 없는 직경 변동이 발생합니다.
케이블 압출 라인의 주요 구성 요소
제조업체에 관계없이 압출 라인의 아키텍처는 동일한 논리를 따릅니다. 각 구성 요소를 이해하면 견적을 비교하고 저비용 입찰이 부족한 부분을 찾아내는 데 도움이 됩니다.
| 구성요소 | 기능 | 제품에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 압출기(배럴 및 스크류) | 폴리머를 녹이고 균질화하고 용융 압력을 높입니다. | 출력 안정성, 용융 온도 및 화합물 품질에 영향을 미칩니다. |
| 크로스헤드 및 툴링(다이 및 팁) | 도체 주위로 용융물을 유도합니다. | 벽 두께, 동심도 및 표면 마감을 설정합니다. |
| 예열기 | 코팅하기 전에 도체를 가열합니다. | 접착력 향상 및 열충격 감소 |
| 냉각통 | 제어된 단계에서 용융물을 응고시킵니다. | 공극, 타원형 및 수축 흔적을 방지합니다. |
| 캡스턴 또는 풀러 | 라인 속도 설정 및 장력 유지 | 장기간에 걸쳐 직경 공차를 안정적으로 유지합니다. |
| 직경 게이지 및 스파크 테스터 | 벽 두께 및 단열 무결성 모니터링 | 실시간 수정 및 최종 품질 보증 가능 |
| 테이크업 | 완성된 와이어를 릴에 감습니다. | 제품 표면을 보호하고 포장 품질을 제어합니다. |
실질적으로 나사와 툴링은 제품 품질에 가장 큰 영향을 미치는 두 부분입니다. 연질 PVC용으로 설계된 스크류는 가교 PE를 동일한 효율성으로 처리하지 않으며 마모된 팁은 완성된 와이어에서 즉시 편심으로 나타납니다.
다양한 케이블 구성을 위한 압출 라인 유형
모든 케이블에 동일한 돌출 구성이 필요한 것은 아닙니다. 필요한 레이어 구조와 화합물에 따라 적합한 선 유형이 결정됩니다.
절연 및 외장 라인
대부분의 케이블 플랜트는 견고한 절연을 위한 범용 라인과 외장 압출을 위한 별도의 라인 또는 최소한 다른 나사 세트를 운영합니다. 정전 용량과 유전 강도는 형상에 따라 달라지기 때문에 절연 응용 분야에서는 정밀한 벽 두께 제어가 필요합니다. 외장 라인은 더 큰 단면과 더 두꺼운 벽을 처리하며, 종종 단열 라인을 오염시킬 수 있는 더 어둡거나 충전량이 많은 화합물을 처리합니다. Jiacheng은 다음을 제공합니다. 고속 전선 절연 생산 라인 얇은 벽의 단열 작업을 위한 케이블 외장 압출기 기계 외부 재킷 용도의 경우 두 가지 작업이 동일한 장비를 놓고 경쟁할 필요가 없습니다.
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중압 및 고전압 전원 케이블의 일반적인 도체 스크린, 절연체 및 절연 스크린이 포함된 케이블에는 레이어가 단일 패스로 적용되도록 하나의 헤드에 공급하는 2개 또는 3개의 압출기가 필요합니다. 공압출은 레이어 간의 오염을 방지하고 각 인터페이스의 접착력을 향상시킵니다. 전용 이중 또는 삼중층 공압출 생산 라인 이러한 구조에 대한 표준 솔루션입니다.
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XLPE 케이블은 압출기와 냉각통 사이에 가열되고 가압된 경화 섹션(CCV 또는 유사)이 필요합니다. 왜냐하면 재료가 냉각되기 전에 녹는점 이상으로 가교되어야 하기 때문입니다. RF 및 데이터 케이블에 사용되는 발포 절연체에는 일관된 셀 구조를 달성하기 위해 신중하게 온도를 제어하는 가스 주입 또는 화학 발포제가 필요합니다. 이러한 라인은 더욱 전문화되어 있으며 일반적으로 범용 작업보다는 정의된 제품군에 대해 선택됩니다.
특수 소재 라인
실리콘 고무와 불소중합체 화합물은 케이블 공장의 제품 범위를 확장하지만 고유한 가공 조건을 요구합니다. 실리콘 라인은 높은 압출 속도로 작동하고 적외선 또는 열풍 경화 섹션을 사용하는 반면, 불소 중합체는 높은 가공 온도에서 생성되는 공격적인 분해 산물 때문에 부식 방지 스크류 및 배럴 재료가 필요합니다.
압출 품질을 정의하는 기술적 요소
실제로 대부분의 품질 문제를 설명하는 세 가지 매개변수는 압출 라인을 평가할 때 주의를 기울여야 합니다.
감소율(DDR). DDR은 다이 개구부의 단면적을 완성된 절연 전선의 단면적과 비교합니다. 적절하게 일치하는 DDR(일반적으로 폴리머에 따라 1.2~2.5 사이)은 처짐이나 용융 균열 없이 용융물이 전도체에 부드럽게 형성되도록 보장합니다.
동심도. 백분율로 표시되는 편심은 도체가 절연 벽의 중심에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 측정합니다. 동심도가 낮으면 전압 스트레스나 반복 굽힘으로 인해 얇은 부분이 파손될 수 있습니다. 이는 툴링 정렬, 가이드 팁 센터링 및 도체 주변의 용융 흐름 균일성에 의해 영향을 받습니다.
용융 온도 조절. 배럴 온도 설정값과 스크류 설계에 따라 헤드의 용융 온도가 결정됩니다. 온도가 너무 높으면 폴리머가 분해되어 검은 반점과 냄새가 발생합니다. 너무 낮으면 용융물이 제대로 균질화되지 않아 하류의 직경 변화가 나타납니다. 온라인 용융 압력 및 온도 센서를 통해 작업자는 좁은 범위 내에서 공정을 진행할 수 있습니다.
와이어 압출 라인을 선택하는 방법
프로세스 기본 사항이 명확해지면 단일 헤드라인 사양이 아닌 실제 체크리스트에 따라 구매 결정이 내려집니다.
- 도체 범위와 회선 속도를 정의합니다. 0.5~2.5mm² 건물 전선용으로 설계된 라인은 120~300mm² 전원 케이블용 라인과 다릅니다. 라인 속도는 생산성을 결정하지만 냉각 섹션과 테이크업이 이를 따라갈 수 있는 동안에만 가능합니다.
- 재료에 맞게 나사와 배럴을 일치시킵니다. 제품 계획에 XLPE, 실리콘 고무 또는 발포 단열재가 포함되어 있는 경우 처음부터 해당 스크류 디자인, 배럴 길이 및 경화 섹션을 갖춘 라인을 구입하십시오.
- 측정 패키지를 조기에 고려하십시오. 온라인 직경 및 편심 모니터링은 불량률에 직접적인 영향을 미치기 때문에 선택적 추가 기능이 아닌 라인의 일부로 처리되어야 합니다.
- 공급업체의 지원 프로세스를 확인하세요. 압출은 케이블 생산의 한 단계일 뿐입니다. 와이어 드로잉, 연선 및 테스트 장비도 제작하는 공급업체는 라인을 공장의 나머지 부분과 통합하고 전체 프로세스를 책임질 수 있습니다.
업스트림 프로세스는 압출기 자체만큼 중요합니다. 드로잉 기계의 도체 직경 변화는 압출 다이로 고정할 수 없습니다. 그들은 단순히 벽 두께 변동으로 통과합니다. 그렇기 때문에 제조사에서는 세심한 주의를 기울이고 있습니다. 로드 분해 기계의 장력 제어 그리고 도체가 압출기에 들어가기 전에 중간 와이어 드로잉의 정확성을 보장합니다.
Jiangsu Jiacheng Technology Co., Ltd.가 공급합니다. 다양한 와이어 압출 라인 — 고속 절연 라인부터 외피 압출기, 공압출 라인, XLPE 경화 라인, 특수 실리콘 및 불소중합체 라인에 이르기까지 — 구리 로드 업캐스팅으로 시작하여 인발, 연선, 압출, 테스트 및 포장을 통해 계속되는 완전한 케이블 장비 포트폴리오의 일부입니다. 새로운 공장이나 대규모 확장을 계획하는 제조업체의 경우, 나머지 공정과 함께 압출 단계를 구매하면 설치, 시운전, 예비 부품을 위한 단일 인터페이스가 제공되며 안정적인 생산에 도달하는 데 필요한 시간이 단축됩니다. 이 접근 방식에 대한 자세한 내용은 개요에서 확인할 수 있습니다. 케이블 생산을 위한 원스톱 솔루션 .

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