Come scegliere la guaina termoretraibile per cablaggi e assemblaggi di cavi

La guaina termorestringente protegge giunzioni, terminali, uscite dei connettori e diramazioni dei cavi. Il materiale o la dimensione sbagliata possono causare isolamento allentato, ingresso di umidità o guasto prematuro del cavo.

Questa guida spiega come scegliere il materiale, la struttura della parete, il rapporto di restringimento e le dimensioni corretti per un cablaggio o un gruppo di cavi.

Cos'è la guaina termorestringente?

La guaina termorestringente è una guaina polimerica che si contrae quando esposta al calore. Durante l'assemblaggio del cavo, l'operatore posiziona il tubo sopra un filo, una giunzione, un terminale o una transizione di un connettore e lo riscalda uniformemente finché non si adatta alla superficie sottostante.

Il tubo crea uno strato isolante e protettivo attorno all'area coperta. A seconda del materiale e della struttura, può proteggere dall'abrasione, dall'umidità, dalla contaminazione e da leggere sollecitazioni meccaniche.

La guaina termorestringente solitamente fornisce protezione locale anziché coprire l'intera imbracatura. La guaina intrecciata, il condotto, l'avvolgimento a spirale o il nastro per cablaggio possono essere più adatti per cavi lunghi. La termoretrazione viene comunemente applicata su giunzioni, uscite dei connettori, diramazioni dei cavi e altre aree in cui il diametro cambia.

Dove viene utilizzata la guaina termorestringente in un cablaggio?

Giunzioni Crimpate e Saldate

Un giunto crimpato o saldato può lasciare esposto il metallo conduttivo. La guaina termorestringente isola il giunto e lo protegge da polvere, piccoli urti e abrasioni provenienti da fili o componenti vicini.

Un tubo standard a parete singola può essere sufficiente per un'applicazione interna asciutta. Se la giunzione incontra umidità, condensa, liquidi detergenti o acqua piovana, potrebbero essere necessari termorestringenti con rivestimento adesivo e ulteriori test ambientali.

Transizioni da connettore a cavo

Il punto in cui un cavo flessibile esce da un connettore rigido è spesso sottoposto a uno stress di flessione concentrato. La guaina termorestringente crea una transizione più fluida e riduce la flessione ripetuta nella stessa posizione.

Il termorestringente non sostituisce il morsetto del connettore, il guscio posteriore o il pressacavo stampato. I cavi esposti a movimenti frequenti, forti forze di trazione o vibrazioni continue possono richiedere un dispositivo di ritenzione meccanica oltre al tubo.

Rami del cablaggio

Le ramificazioni dei cavi spesso contengono diversi diametri diversi. Il tubo deve passare sopra il tronco del cablaggio più grande e avvolgersi comunque saldamente attorno ai fili di derivazione più piccoli.

In questi punti contano anche lo spessore delle pareti e il raggio di curvatura. Uno spesso muro recuperato può rendere un ramo troppo rigido, il che può complicare l'instradamento o sottoporre a ulteriore stress le terminazioni vicine.

Identificazione di fili e circuiti

Il termoretraibile colorato può aiutare a identificare i circuiti di alimentazione, segnale e terra. Le maniche termoretraibili stampabili possono contenere numeri di filo, riferimenti di terminali, informazioni sul lotto o altri dati di tracciabilità.

Il colore dovrebbe rimanere un metodo di identificazione secondario a meno che il disegno o lo standard applicabile non lo definiscano specificamente. I requisiti di sicurezza elettrica e le convenzioni sui colori regionali possono differire da un mercato all'altro.

Tubi termorestringenti a parete singola e a doppia parete

Il tubo a parete singola è costituito da uno strato di materiale polimerico. È ampiamente utilizzato per l'isolamento elettrico, l'identificazione dei cavi, la protezione dall'abrasione leggera e l'organizzazione del cablaggio. Il suo profilo sottile lo rende adatto a spazi ristretti e più facile da rimuovere durante la riparazione.

Il tubo a doppia parete ha uno strato esterno in polimero e uno strato interno adesivo hot-melt. Durante il riscaldamento, la parete esterna si contrae mentre l'adesivo si scioglie e riempie gli spazi tra il tubo e il cavo. Questa costruzione fornisce una migliore protezione contro l'umidità e la contaminazione.

I tubi rivestiti di adesivo non conferiscono automaticamente al gruppo di cavi finito un grado di protezione IP67 o IP68. La tenuta finale dipende anche dalle condizioni della superficie, dalla compatibilità dei materiali, dalle dimensioni del tubo, dal flusso di adesivo, dalla geometria dell'assieme e dal controllo del processo. È necessario testare l'intero gruppo di cavi se l'applicazione richiede un grado di protezione di ingresso specifico.

Come selezionare un materiale termoretraibile

Poliolefina

La poliolefina è ampiamente utilizzata nei cablaggi e nei cavi assemblati per uso generale. Offre un pratico equilibrio tra isolamento, flessibilità, disponibilità e costi di lavorazione. Le applicazioni comuni includono apparecchiature industriali, dispositivi elettronici, elettrodomestici ed elettronica automobilistica.

I prodotti poliolefinici sono disponibili in diverse formulazioni. La classificazione della temperatura, la resistenza alla fiamma, la resistenza ai raggi UV e la compatibilità chimica variano in base al prodotto. Gli assemblaggi per esterni di solito richiedono tubi per esterni neri, stabilizzati ai raggi UV o progettati appositamente.

PVC

La guaina termorestringente in PVC viene spesso utilizzata nell'elettronica per interni, nelle maniche di identificazione e in applicazioni sensibili ai costi. Il PVC trasparente può proteggere un'etichetta stampata o consentire agli ispettori di vedere la connessione sottostante.

Il suo intervallo di temperature utilizzabili è generalmente più ristretto di quello di molti prodotti in poliolefina, PTFE, FEP o silicone ad alte prestazioni. Controllare sia la temperatura operativa continua che i picchi di temperatura a breve termine prima di utilizzare il PVC vicino a un motore, un elemento riscaldante o un motore.

PTFE e FEP

I tubi in PTFE e FEP sono adatti alle alte temperature, all'esposizione chimica e alle applicazioni con severi requisiti di pulizia. È possibile trovare questi materiali in apparecchiature aerospaziali, strumenti di laboratorio, sensori industriali e alcuni cavi assemblati medicali.

Questi materiali spesso richiedono temperature di lavorazione più elevate e costano di più rispetto alle poliolefine per uso generale. Prima di specificarli, verificare che l'isolamento del cavo, le etichette, le guarnizioni e l'alloggiamento del connettore possano resistere alla temperatura di recupero richiesta.

Silicone

Il termorestringente in silicone rimane flessibile in un ampio intervallo di temperature. Può funzionare bene con cavi flessibili, apparecchiature di laboratorio, dispositivi medici e applicazioni in cui il cavo deve rimanere flessibile a temperature basse o elevate.

La sua superficie relativamente morbida può fornire una minore resistenza all'abrasione rispetto ai materiali dei tubi più duri. Se l'imbracatura sfrega contro un bordo metallico o il telaio della macchina, potrebbe essere necessaria una guaina intrecciata, un condotto protettivo o un morsetto per controllare il movimento.

Utilizzare questa tabella solo per lo screening iniziale. La selezione finale dovrebbe seguire la scheda tecnica del produttore del tubo e i requisiti del cavo assemblato.

Cosa significano i rapporti di riduzione 2:1, 3:1 e 4:1?

Il rapporto di restringimento confronta il diametro interno fornito del tubo con il diametro interno completamente recuperato. Un tubo 2:1 può recuperare circa la metà del suo diametro originale. Un prodotto 3:1 o 4:1 copre una gamma più ampia di dimensioni dei componenti.

Un tubo 2:1 funziona bene quando il diametro rimane relativamente costante. Gli usi tipici includono l'isolamento dei cavi, piccoli giunti saldati, etichette e fasci di cavi uniformi. Inoltre tende a produrre un profilo finito più sottile.

Un tubo 3:1 è utile quando il manicotto deve passare sopra un cilindro di crimpatura, una giunzione o un componente del connettore prima di restringersi attorno a un cavo più piccolo. Fornisce una maggiore flessibilità dimensionale senza richiedere un diametro recuperato insolitamente grande.

Un prodotto 4:1 è adatto a giunti di riparazione, rami di cablaggio e assemblaggi con una grande differenza tra i diametri massimo e minimo. Un rapporto più elevato non è automaticamente migliore. Potrebbe aumentare lo spessore della parete recuperata, il raggio di curvatura e il costo del materiale.

Come scegliere la dimensione corretta del termoretraibile

Inizia misurando il diametro esterno maggiore su cui deve passare il tubo. Può trattarsi di un connettore, di un cilindro di crimpatura, di un giunto saldato, di un terminale o di un fascio di cavi. Il diametro interno fornito deve fornire spazio sufficiente per scorrere su questo componente senza allungare o danneggiare il tubo.

Successivamente, misurare il diametro più piccolo che il tubo deve afferrare dopo il riscaldamento. Il diametro interno completamente recuperato deve essere inferiore a questo valore. In caso contrario, il tubo potrebbe rimanere allentato o non riuscire a comprimere l'adesivo contro la superficie del cavo.

Considerare un giunto del cavo con un diametro massimo di 9,5 mm e un diametro del cavo di 4,2 mm dietro il giunto. La tubazione deve avere un diametro interno fornito maggiore di 9,5 mm e un diametro interno recuperato inferiore a 4,2 mm. Un prodotto standard 2:1 potrebbe non soddisfare entrambe le condizioni, mentre un tubo 3:1 idoneo potrebbe coprire l'intervallo richiesto.

Non selezionare il tubo solo dalla dimensione AWG. Due fili con lo stesso diametro del conduttore possono utilizzare materiali isolanti e spessori di parete diversi, conferendo loro diametri esterni diversi. Anche i terminali, i giunti di saldatura, le guarnizioni e i connettori modificano le dimensioni locali.

Come determinare la lunghezza del taglio

Il tubo deve coprire l'intera area protetta e estendersi oltre entrambi i lati della giunzione o della terminazione. Una sovrapposizione insufficiente può esporre il bordo del conduttore o lasciare un possibile percorso per l'umidità.

La guaina termorestringente può contrarsi sia lungo la sua lunghezza che attorno al suo diametro. Se lo si taglia all'esatta lunghezza finale richiesta, il tubo recuperato potrebbe diventare troppo corto.

Controllare le specifiche di ritiro longitudinale del produttore e aggiungere un margine di taglio appropriato. Anche i tubi rivestiti di adesivo richiedono una lunghezza sufficiente affinché l'adesivo possa fluire e sigillare le estremità.

Prima della produzione in serie, costruisci un campione utilizzando il tubo, il cavo e il processo di riscaldamento selezionati. Misurare la lunghezza e la copertura finite, quindi definire la lunghezza del taglio di produzione e la tolleranza dai risultati del campione.

Come viene applicata la guaina termorestringente durante l'assemblaggio dei cavi

L'operatore deve prima confermare il codice articolo, il colore, la lunghezza del taglio e la posizione di installazione del tubo. Se il tubo non riesce a passare sopra un terminale o un connettore assemblato, deve essere posizionato sul filo prima della crimpatura, della saldatura o dell'inserimento del connettore.

Dopo aver completato il collegamento elettrico, l'operatore sposta la tubazione nella posizione mostrata nel disegno. L'applicazione del calore dal centro verso entrambe le estremità aiuta a spostare l'aria intrappolata verso l'esterno e favorisce un recupero uniforme.

La temperatura del processo deve essere adatta sia al tubo che ai componenti circostanti. Un calore insufficiente può lasciare il tubo parzialmente recuperato. Il calore eccessivo può bruciare il tubo, deformare l'isolamento del cavo, danneggiare un'etichetta o ammorbidire l'alloggiamento del connettore.

Il lavoro su volumi ridotti e su prototipi si basa solitamente su una pistola ad aria calda regolabile. Volumi di produzione più elevati possono utilizzare apparecchiature ad aria calda controllata, sistemi a infrarossi o tunnel di calore per ridurre la variazione dell'operatore e migliorare la ripetibilità.

Come ispezionare la guaina termorestringente applicata

Inizia con la posizione e la copertura. La tubazione deve rimanere all'interno dell'area specificata e coprire completamente il conduttore, la giunzione o il bordo terminale tagliente identificato nel disegno.

La superficie recuperata dovrà presentarsi uniforme e ben aderente. Scartare o esaminare i tubi che presentano incrinature, segni di bruciatura, grinze gravi, bolle intrappolate, assottigliamento, scolorimento o estremità svasate.

Per i tubi rivestiti di adesivo, ispezionare entrambe le estremità per verificare che il flusso di adesivo sia costante. La presenza di adesivo solo su un'estremità può indicare un riscaldamento non uniforme, un posizionamento errato, contaminazione o una dimensione del tubo non idonea.

I gruppi di cavi con requisiti di impermeabilità, resistenza alle vibrazioni o altri requisiti di affidabilità possono richiedere anche test di trazione, flessione, resistenza di isolamento, cicli di temperatura o immersione. Un buon aspetto visivo non sostituisce i test prestazionali richiesti dal progetto.

Problemi comuni di termoretrazione e relative cause

Il tubo rimane allentato

Il diametro completamente recuperato potrebbe essere troppo grande per il cavo oppure il tubo potrebbe non aver ricevuto abbastanza calore. Ricontrollare il diametro effettivo del cavo, le specifiche di recupero, la temperatura e il tempo di riscaldamento.

Il tubo non può passare sopra il connettore

Il progettista potrebbe aver selezionato la dimensione dal diametro del cavo senza misurare il connettore o il terminale. Non forzare un tubo sottodimensionato sul componente. Selezionare un diametro fornito più grande o un rapporto di restringimento più elevato.

Le estremità si allargano verso l'esterno

Le estremità svasate, a volte chiamate “bocca di pesce”, possono essere il risultato di un riscaldamento incompleto, di un tubo sovradimensionato, di una superficie sottostante irregolare o di una sequenza di riscaldamento inadeguata.

L'isolamento del cavo si deforma

Una temperatura elevata, una breve distanza dagli ugelli o un tempo di permanenza eccessivo possono danneggiare la guaina o l'isolamento del cavo. Confrontare la temperatura di recupero del tubo con la resistenza al calore di ogni materiale nelle vicinanze prima della produzione.

L'adesivo non sigilla le estremità

Le possibili cause includono dimensionamento errato, contaminazione della superficie, fusione incompleta dell'adesivo o sovrapposizione insufficiente. Se il progetto prevede requisiti di impermeabilità, verificare l'assemblaggio tramite campioni e opportuni test ambientali.

Il tubo finito è troppo corto

La lunghezza di taglio potrebbe non tenere conto del restringimento longitudinale oppure l'operatore potrebbe aver riscaldato il tubo in modo non uniforme. Utilizzare i dati del produttore e le misurazioni campione per stabilire la lunghezza del taglio di produzione.

Cosa includere in una richiesta di offerta per l'assemblaggio di cavi

Una nota che dice semplicemente “aggiungi guaina termorestringente” lascia troppe variabili aperte. Due tubi con lo stesso colore e diametro nominale possono avere spessori di parete, adesivi, temperature nominali e proprietà ignifughe diversi.

Il disegno o la distinta dei materiali deve identificare il materiale, la struttura della parete, il diametro fornito, il diametro recuperato, il rapporto di restringimento, il colore e la lunghezza di taglio. Aggiungere requisiti per la stampa, la trasparenza, la resistenza alla fiamma o l'esposizione all'esterno, ove applicabile.

Descrivere la temperatura operativa del gruppo cavi, l'ambiente di installazione, il movimento previsto, l'esposizione chimica e le condizioni di umidità. Il produttore può quindi verificare se il tubo specificato è adatto all'applicazione e al processo di produzione.

Se non è stato selezionato un codice prodotto, fornire i disegni del cavo e del connettore, il diametro massimo di passaggio, il diametro minimo recuperato e l'area di copertura richiesta. Il produttore del cavo assemblato può consigliare una specifica e confermarla durante la produzione del primo articolo.

Conclusione

Scegli la guaina termorestringente in base al diametro del cavo, alle dimensioni del connettore, alla temperatura, all'umidità, ai prodotti chimici e alla flessibilità. Controlla sempre la scheda tecnica del prodotto e conferma il risultato finale con un campione di produzione.

Zhangjiagang RY Electronic Co., Ltd. può aiutare a selezionare e applicare tubi termorestringenti per cablaggi e cavi assemblati personalizzati.

Domande frequenti

È possibile utilizzare la guaina termorestringente su un cavo schermato?

SÌ. Tuttavia, i termorestringenti standard forniscono solo isolamento e protezione meccanica. Non sostituisce la terminazione schermata del cavo.

Il termorestringente con rivestimento adesivo si lega al filo di silicone?

Alcuni adesivi non aderiscono bene all'isolamento in silicone. Testare insieme la tubazione e il filo selezionati prima della produzione.

La guaina termorestringente ha una durata di conservazione?

I tubi rivestiti di adesivo possono avere una durata di conservazione specifica. Seguire i requisiti di conservazione e scadenza del produttore.

È possibile sterilizzare la guaina termorestringente?

Alcuni materiali possono tollerare la sterilizzazione, ma la compatibilità dipende dal metodo di sterilizzazione. Testare l'intero gruppo del cavo medicale prima dell'uso.