L'isolamento del filo fa molto di più che coprire un conduttore: il giusto isolamento aiuta un'imbracatura a resistere al calore, all'umidità, ai prodotti chimici, alle vibrazioni, all'abrasione e ai ripetuti movimenti.

Per un'imbracatura di filo su misura, la scelta del materiale isolante dovrebbe dipendere dall'ambiente di lavoro effettivo piuttosto che dal solo prezzo.

Cos'è l'isolamento del filo?

L'isolamento del filo è il materiale non conduttivo che circonda un conduttore elettrico.

Il suo compito primario è quello di prevenire il contatto elettrico indesiderato tra i conduttori e i componenti circostanti, proteggendo al contempo il conduttore da danni ambientali e meccanici.

In una cintura di filo, l'isolamento può influenzare:

• Temperatura di funzionamento

• Flessibilità

• Resistenza all'abrasione

• Resistenza chimica

• Resistenza all'umidità

• Diametro del cavo

• Peso

• Performance della fiamma

• Durata di vita

Le proprietà variano notevolmente tra le diverse formulazioni di polimeri, quindi non esiste un unico materiale isolante adatto a tutte le applicazioni.fluoro polimeri, TPE e silicone sono tutti utilizzati nelle moderne costruzioni di fili e cavi.

Isolamento del filo contro la giacca del cavo

Questi due termini sono talvolta confusi.

Isolamentocircondano direttamente un singolo conduttore e forniscono isolamento elettrico.

Agiaccadi solito circonda diversi conduttori isolati o il cavo completo e fornisce una protezione meccanica e ambientale supplementare.

Ad esempio, un cavo multiconduttore può utilizzare l'isolamento in PVC attorno a ciascun conduttore e quindi aggiungere un rivestimento esterno in PVC o poliuretano attorno all'intero cavo.

Quando si sceglie un gruppo di cavi personalizzato, è necessario considerare entrambi gli strati.

1. Isolamento PVC

di una lunghezza superiore a 50 mm,PVC, è uno dei materiali di isolamento del filo più utilizzati.

Esso offre un equilibrio pratico tra costo, flessibilità, prestazioni elettriche e resistenza ambientale generale.resistenza all'olio e requisiti di temperatura diversi.

Il PVC si trova comunemente in:

• Elettronica di consumo

• Apparecchi per la casa

• Attrezzature di controllo

• Cablaggio delle apparecchiature interne

• Armature di filo per uso generale

• Circuiti automobilistici con requisiti ambientali moderati

Vantaggi del PVC

Il PVC è economico e facile da trasformare, è disponibile in molti colori e funziona bene per applicazioni in cui temperature estreme o esposizione chimica non sono un problema importante.

Limitazioni del PVC

La sua temperatura e le sue prestazioni chimiche dipendono fortemente dalla formulazione.

Per queste applicazioni, l'isolamento XLPE, in silicone o in fluoropolimero può fornire prestazioni migliori a lungo termine.

2. Isolamento XLPE

XLPE, o polietilene incrociato, è il polietilene che è stato modificato mediante incrocio.

Il collegamento incrociato migliora la stabilità termica del materiale e gli consente di mantenere le sue proprietà fisiche a temperature più elevate rispetto al polietilene convenzionale.Alcune costruzioni XLPE sono progettate per temperature di funzionamento intorno ai 125°C, sebbene il valore esatto debba sempre essere confermato dalla specifica del filo.

XLPE è comunemente usato in:

• Cablaggi per autoveicoli

• Comparti motori

• Apparecchiature industriali

• Sistemi a batteria

• Distribuzione dell'energia

• Veicoli pesanti

Perché l'XLPE è popolare nelle imbracature automobilistiche

I cavi per autoveicoli devono far fronte al calore, alle vibrazioni, ai fluidi e agli spazi di installazione ristretti.

L'isolamento incrociato fornisce una combinazione utile di resistenza al calore, durata e pareti isolanti relativamente sottili.

Nomi di fili automobilistici come:GXL, TXL e SXLsono comunemente associati a strutture di isolamento interconnesse, sebbene la specifica esatta debba sempre essere confermata secondo la norma automobilistica applicabile.

I requisiti dei moderni cavi per autoveicoli sono coperti da norme quali la serie ISO 19642 che comprende metodi di prova per i cavi elettrici utilizzati nei veicoli stradali.2023 ha sostituito le precedenti norme sui metodi di prova, comprese parti della norma ISO 6722.

3. Isolamento da filo di silicone

Il silicone è una buona scelta quando un'imbracatura ha bisogno di entrambiresistenza alle alte temperature e eccellente flessibilità.

A differenza di alcune materie plastiche più dure, il silicone rimane morbido e flessibile in un'ampia gamma di temperature.I fili di collegamento in silicone commerciali sono disponibili con potenze fino a 150°C o 200°C a seconda della loro costruzione.

Le applicazioni tipiche sono:

• Apparecchi di riscaldamento

• Sistemi a batteria

• Illuminazione a LED

• Apparecchiature mediche

• Sensori

• Apparecchi ad alta temperatura

• Macchine e apparecchi industriali

Vantaggi del silicone

La sua flessibilità rende il silicone particolarmente utile dove i fili devono piegarsi attorno ai componenti o rimanere flessibili in ambienti freddi.

Limitazioni del silicone

L'isolamento in silicone può essere più morbido di alcuni materiali termoplastici o fluoropolimerici.può essere necessaria un'ulteriore manica o una protezione meccanica.

4Isolamento in fluoropolimero: PTFE, FEP ed ETFE

L'isolamento in fluoropolimero viene utilizzato quando i normali materiali di filo non possono fornire una resistenza sufficiente a temperature, sostanze chimiche o ambienti difficili.

Le opzioni più comuni sono:

PTFE️ politetrafluoroetilene
FEP️ Etilene propilene fluorinato
ETFE️ tetrafluoroetilene di etilene

Questi materiali non sono identici.

Il PTFE è ben noto per la sua capacità ad alte temperature. Il FEP combina prestazioni ad alte temperature con una lavorazione più facile, mentre l'ETFE è spesso scelto dove la resistenza meccanica,la resistenza chimica e la costruzione a parete sottile sono importanti.

TE Connectivity, ad esempio, utilizza ETFE modificato a collegamento incrociato in strutture di fili ad alte prestazioni e ne evidenzia le proprietà termiche, meccaniche e ambientali.

Applicazioni tipiche

I fili isolati con fluoropolimero sono disponibili in:

• Apparecchiature aerospaziali

• Sensori ad alta temperatura

• Dispositivi medici

• Sistemi industriali

• Elettronica per l'automobile

• Attrezzature di prova

• Dispositivi elettronici compatti

Vantaggi

I principali vantaggi sono la resistenza alle alte temperature, una buona resistenza chimica e la capacità di fornire prestazioni elevate con isolamento relativamente sottile in costruzioni adatte.

Limitazioni

Il costo è generalmente superiore a quello dell'isolamento convenzionale a base di PVC o polietilene.L'utilizzo di filo fluoropolimero in una semplice applicazione a temperatura ambiente può quindi aumentare il costo dell'imbracatura senza fornire un vantaggio significativo.

5Isolamento TPE e TPR

TPE, o elastomero termoplastico, combina alcune caratteristiche simili alla gomma con la lavorazione termoplastica.

È utile quando il cavo deve rimanere flessibile e tollerare movimenti ripetuti.

A seconda della formulazione, i materiali TPE possono fornire resistenza agli oli, ai combustibili, ai solventi e all'acqua mantenendo al contempo la flessibilità a basse temperature.

Tra le applicazioni comuni figurano:

• Macchine e apparecchi per lo spostamento

• Robotica

• Apparecchiature portatili

• Sistemi di controllo industriale

• Apparecchi

• Cavi flessibili

Il TPE è particolarmente utile quando la flessibilità è un fattore di progettazione più importante che il semplice raggiungimento del minor costo del materiale.

6. Isolamento PE e PP

Polietilene (PE)- epolipropilene (PP)sono ampiamente utilizzati anche nelle costruzioni di cavi elettrici.

Il PE offre proprietà elettriche utili e resistenza all'umidità e a molte sostanze chimiche.Le sue caratteristiche dielettriche lo rendono particolarmente utile nelle applicazioni di cavi di trasmissione del segnale e di comunicazione.

PE e PP si trovano in:

• Cavi di comunicazione

• Cavi di segnalazione

• Cavi coassiali

• Applicazioni RF

• Apparecchiature elettroniche

• Cavi multiconduttori

Per un'imbracatura di filo che trasporta segnali sensibili piuttosto che solo corrente continua, le proprietà elettriche dell'isolamento possono diventare una parte importante della progettazione del cavo.

Rapido confronto dei materiali di isolamento dei fili comuni

Importante:Si tratta di confronti generali piuttosto che di valutazioni universali. Temperatura, tensione, spessore della parete, prestazioni di fiamma e resistenza chimica variano a seconda della costruzione e delle specifiche del singolo filo.

Come scegliere il giusto isolante

La scelta dell'isolamento del filo dovrebbe iniziare con l'applicazione piuttosto che con il nome del materiale.

Prima di specificare il filo da indossare, considera i seguenti fattori.

Temperatura di funzionamento

Determinare sia la temperatura di funzionamento normale che i possibili picchi di temperatura a breve termine.

Un cavo di controllo installato all'interno di apparecchiature a temperatura ambiente ha requisiti molto diversi da un cavo diretto vicino a un motore, un riscaldatore o un motore automobilistico.

Non scegliere automaticamente la temperatura più elevata.

Requisiti di tensione

L'isolamento deve essere adatto alla tensione del sistema e ai requisiti di sicurezza applicabili.

Tuttavia, il materiale isolante da solo non determina la tensione nominale di un filo, ma lo spessore della parete, la costruzione e la certificazione.

Valutare sempre la specifica completa del filo.

Flessibilità e movimento

Un filo fisso all'interno di un involucro e un cavo in movimento continuo all'interno di un braccio robotico non dovrebbero necessariamente utilizzare la stessa costruzione.

Per le applicazioni dinamiche, si deve considerare insieme il filamento del conduttore, la flessibilità dell'isolamento, il raggio di piegatura e i cicli di movimento attesi.

Esposizione al petrolio e alle sostanze chimiche

Le apparecchiature automobilistiche, industriali e di produzione possono esporre i cavi a olio, combustibile, liquido di raffreddamento, prodotti chimici per la pulizia o solventi.

In questi ambienti, la compatibilità dei materiali deve essere confermata prima della produzione.I fili ad alte prestazioni per l'automotive e l'industria sono spesso progettati specificamente in base alle esigenze di resistenza dei fluidi.

Abrasione e protezione meccanica

Un cavo che attraversa un involucro di plastica protetto richiede una minore resistenza all'abrasione rispetto a un'imbracatura montata vicino a parti metalliche in movimento.

Se l'abrasione non può essere evitata, la soluzione può comportare sia un materiale di filo più resistente che una protezione aggiuntiva come:

• di larghezza superiore a 20 cm

• tubi ondulati

• Tubi termostatici

• Condotto protettivo

I prodotti termostatici sono comunemente utilizzati per aggiungere isolamento elettrico, protezione meccanica, tenuta ambientale e sollievo dalle sollecitazioni intorno ai componenti dell'imbracatura.

Spazio di installazione

Il filo a parete sottile può ridurre il diametro dell'imbracatura e rendere più facile il percorso nei prodotti compatti.

Questo può essere importante per l'elettronica automobilistica, le attrezzature mediche, i sensori e i dispositivi elettronici densamente confezionati.

Tuttavia, il cavo più piccolo non è automaticamente il migliore: è ancora necessario considerare la resistenza meccanica e i requisiti di produzione.

L'isolamento più costoso è sempre meglio?

- No, no, no, no.

Un errore comune nella progettazione di un'imbracatura di filo personalizzata è la selezione del materiale più tecnologicamente avanzato invece di quello che corrisponde effettivamente all'applicazione.

Ad esempio, il PTFE o l'ETFE possono offrire prestazioni eccellenti, ma un'imbracatura elettronica standard per interni può funzionare perfettamente con il PVC a un costo molto inferiore.

D'altra parte, ridurre i costi utilizzando il PVC di base in un ambiente ad alta temperatura o chimicamente aggressivo può causare un guasto prematuro dell'isolamento.

L'obiettivo non è quello di scegliere il filo più economico o più costoso.

L'obiettivo è quello di selezionare lefilo a destra per le condizioni di esercizio effettive.

Scegliere l'isolamento del filo per un'imbracatura di filo su misura

Quando si richiede un'imbracatura di filo su misura, spesso non è sufficiente fornire solo il modello del connettore e la lunghezza del cavo.

Per una selezione più accurata del materiale, fornire al fornitore:

• tensione di funzionamento

• Corrente

• Indicatore del filo

• Temperatura di funzionamento normale

• Temperatura massima

• Utilizzare all'interno o all'esterno

• Esposizione chimica

• Requisiti di impermeabilità

• Requisiti di flessione o di movimento

• Certificazioni richieste

• Specifiche dei connettori e dei terminali

• Disegno o disegno di cablaggio

Con queste informazioni, il materiale del filo può essere selezionato insieme al connettore, al terminale, alla dimensione del conduttore, alla struttura del manico protettivo e alla struttura dell'imbracatura.

RY produce imbracature di filo e gruppi di cavi su misura in base a disegni, campioni e requisiti applicativi del cliente,compresi i prodotti che utilizzano diverse strutture di conduttori e di isolamento.

Conclusioni

L'isolamento del filo influenza direttamente l'affidabilità delle prestazioni di un gruppo di cavi nel suo ambiente operativo reale.

Il PVC è pratico per molte applicazioni generali. XLPE funziona bene dove è richiesta una maggiore resistenza al calore e all'ambiente.mentre i fluoropolimeri come l'ETFE, FEP e PTFE sono più adatti a ambienti chimici e ad alta temperatura.

Invece di scegliere un materiale isolante solo per nome, considerare insieme temperatura, tensione, movimento, sostanze chimiche, abrasione, spazio di installazione e norme applicabili.

Se si sta sviluppando un'imbracatura di filo su misura, inviateci il vostro disegno, le informazioni sui connettori, le specifiche del filo e i requisiti di applicazione.Possiamo aiutarvi a valutare una costruzione di cavi adatta per il vostro progetto.

Domande frequenti

Il colore del filo influenza le prestazioni dell'isolamento?

Di solito no. Il colore viene utilizzato principalmente per l'identificazione del circuito, il controllo dell'assemblaggio e la manutenzione.Quindi i colori personalizzati dovrebbero ancora essere confermati con il fornitore di fili.

È possibile utilizzare materiali isolanti diversi nella stessa cintura di filo?

Si, un'armatura può contenere diversi tipi di fili, ad esempio i fili ad alta temperatura possono essere utilizzati nei pressi di un riscaldatore mentre i fili standard sono utilizzati nelle zone più fredde dello stesso impianto.

Perché lo spessore dell'isolamento è importante quando si sceglie un connettore?

Il diametro esterno del filo isolato influisce sul crimping del terminale, sulle guarnizioni dei connettori, sul percorso del filo e sulla compatibilità della cavità.Due fili con lo stesso conduttore AWG possono avere diametri complessivi diversi perché le loro costruzioni di isolamento sono diverse.

Dovrebbero le imbracature esterne utilizzare sempre filo impermeabile?

Non necessariamente. La resistenza all'acqua dipende dalla progettazione completa dell'imbracatura, inclusi connettori, guarnizioni, fusioni, sovramoldatura e punti di ingresso dei cavi.Il materiale isolante è solo una parte del sistema di impermeabilizzazione.

È possibile sostituire una cintura di filo esistente con un altro materiale isolante?

Sì, ma la sostituzione deve essere esaminata attentamente, un materiale diverso può cambiare il diametro del filo, la flessibilità, i parametri di stripping, le impostazioni di crimp e la compatibilità della tenuta del connettore.Si raccomanda la convalida dei campioni prima della produzione in serie.