Procesamiento de cables gruesos

Alrededor de 2 millones de vehículos eléctricos se vendieron en todo el mundo en 2018, un enorme aumento del 57 por ciento con respecto a 2017, según la consultora Research and Markets. Alrededor del 69 por ciento de ellos eran vehículos eléctricos de batería (BEV) y el 31 por ciento eran vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV).

Las ventas de vehículos eléctricos deberían aumentar este año y durante muchos años más. Es probable que se vendan más de 2,8 millones de vehículos eléctricos en todo el mundo en 2019, y los OEM presentarán 45 nuevos modelos de vehículos eléctricos: 37 BEV y ocho PHEV.

Aunque los gobiernos están reduciendo los incentivos fiscales para la compra de vehículos eléctricos, se espera que las ventas globales de vehículos eléctricos crezcan a una tasa anual acumulada del 32 % durante los próximos seis años, alcanzando casi 10,8 millones de vehículos en 2025. Mejor infraestructura de carga, mayor autonomía de los vehículos , y el menor costo de la batería estimulará el crecimiento de las ventas.

El crecimiento en las ventas de vehículos eléctricos ha hecho que los ensambladores de arneses se abastezcan de equipos específicos para cortar, pelar y engarzar los alambres y cables de gran diámetro necesarios para conectar motores y baterías.

Los vehículos eléctricos tampoco son la única aplicación que estimula la inversión en equipos de procesamiento de cables de servicio pesado. Los centros de datos, las estaciones de carga de vehículos y los sitios de almacenamiento de energía renovable también están creando la necesidad de ensamblajes de arneses que contengan alambres y cables de gran diámetro.

"Cualquier cosa por encima de 4 AWG cae en la categoría de 'alambres y cables grandes'", dice Peter Doyon, vicepresidente de administración de productos de Schleuniger Inc. "Muchas máquinas de corte y pelado de rango medio en el mercado pueden procesar alambre 4 AWG, alambre y más grande requiere un equipo de servicio más pesado".

Los alambres y cables de gran diámetro requieren maquinaria poderosa, comenzando con un prealimentador. El principal desafío al alimentar alambres y cables gruesos es mantenerlos rectos. El alambre o cable grueso es rígido y, a menudo, está torcido, lo que dificulta lograr la rectitud, lo cual es vital para medir y cortar con precisión. Los prealimentadores superan este problema limitando la tensión de tracción, asegurando un flujo constante de alambre hacia la máquina de procesamiento y previniendo o eliminando torceduras o dobleces.

Los prealimentadores deben ser capaces de manejar bobinas grandes y pesadas, generalmente de 24 a 42 pulgadas de diámetro, y proporcionar un suministro constante de alambre de baja tensión a la máquina de corte y pelado, dice Doyon. Un carrete de 1000 pies de alambre de 2 AWG puede pesar más de 260 libras. Mil pies de cable 4/0 pueden pesar más de tres veces eso.

La máquina de corte y pelado debe ser capaz de alimentar el cable a la longitud correcta y tener suficiente potencia para cortar el cable y pelar los extremos.

Una de estas máquinas es la MegaStrip 9650 de Schleuniger. Esta máquina modular corta y pela automáticamente una amplia gama de cables grandes de hasta 35 milímetros de diámetro. La máquina viene en dos modelos. El 9650 M cuenta con un cabezal de corte multiposición para operaciones de varios pasos. El modelo 9650 MR añade una unidad de incisión rotatoria con un sistema de centrado automático para pelar cable blindado. Ambos modelos vienen estándar con el sistema de cartucho SmartBlade de Schleuniger para cambios rápidos de hojas.

La máquina puede funcionar con hasta dos sistemas de marcado por inyección de tinta. Las posiciones del cabezal de impresión están ubicadas después del cabezal de corte para minimizar el desperdicio. Todos los modelos cuentan con una interfaz de usuario de pantalla táctil a color de 10 pulgadas con íconos intuitivos y navegación simple. Se encuentra disponible una amplia gama de interfaces para dispositivos periféricos.

La máquina puede producir longitudes de alambre que van desde 150 a 999,999 milímetros. La longitud de la tira se puede configurar a cualquier distancia inferior a 999,999 milímetros, y la longitud de extracción se puede configurar a un máximo de 220 milímetros. La velocidad de alimentación es de 3 metros por segundo.

El prensado de alambres y cables de gran diámetro también requiere equipo de servicio pesado. Los terminales, o "argollas", para cables de gran diámetro generalmente se suministran como piezas sueltas, en lugar de estar conectados en cadena en un carrete.

"El tipo de material y el grosor de la pared de la propia orejeta, el tipo de geometría de engarce y el tamaño y trenzado del cable determinan cuánta fuerza se requiere para lograr un engarce hermético al gas", dice Doyon. "Las fuerzas típicas están en el rango de 5 a 15 toneladas, aunque los cables muy grandes con orejetas de servicio pesado pueden requerir 25 toneladas de fuerza para un engarce adecuado".

La prensa semiautomática eléctrica de engaste EPS 15000 del Grupo Schaefer fue diseñada para engarzar terminales individuales en cables con grandes secciones transversales. El operador inserta los terminales en la herramienta de crimpado e inserta los cables. El proceso de prensado comienza automáticamente cuando se toca el sensor en la herramienta o cuando se acciona el interruptor de pie.

La máquina puede aplicar una fuerza de presión máxima de 150 kilonewtons y puede aceptar cables con secciones transversales de hasta 100 milímetros cuadrados. La longitud máxima de carrera es de 50 milímetros y la altura máxima de cierre es de 204,8 milímetros.

La prensa está equipada con un volante para la operación de prueba manual después de trabajos de reacondicionamiento o mantenimiento. Los parámetros se establecen a través de una interfaz de pantalla táctil intuitiva y la máquina se puede vincular a una red de taller.

La seguridad del operador está garantizada por una cubierta deslizante cerrada y bloqueada. Un interruptor de seguridad integrado detiene el proceso de prensado cuando se interrumpe el circuito de seguridad, y la protección contra pinzamientos integrada reduce el riesgo de aplastamiento de los dedos del operador.

La soldadura ultrasónica es otra opción para la terminación de cables de gran diámetro, dice Saeed Mogadam, presidente de Telsonic Ultrasonics Inc. El proceso es rápido. Según el tamaño de las piezas, se puede completar una soldadura en 1 a 3 segundos.

En comparación con otros procesos de soldadura, las piezas unidas se calientan menos por lo que no alcanzan su punto de fusión. Como resultado, los materiales directamente adyacentes a la soldadura, como el aislamiento, no se dañan. Además, el material articulado no se vuelve quebradizo en la transición al material sólido. La fuerza de la soldadura es creada por el proceso de relajación de las dos primeras capas atómicas de las partes a soldar.

Telsonic ofrece tres tipos de sistemas de soldadura de metales por ultrasonidos: longitudinal, torsional y PowerWheel.

En un sistema longitudinal, el sistema de soldadura está dispuesto horizontalmente. Las vibraciones de alta frecuencia se transfieren tangencialmente a la parte superior, que se mueve horizontalmente contra la parte inferior. La fricción resultante crea una conexión atómica entre las dos partes.

En un sistema torsional, el sistema de soldadura está dispuesto verticalmente. En lugar de moverse hacia adelante y hacia atrás, el sonotrodo se mueve con una acción de torsión contra las piezas. Este proceso tiene la ventaja de que solo una pequeña parte de las vibraciones se transfiere al área que rodea la costura de soldadura. Esto es más suave con las piezas y logra una mayor densidad de energía en el área de la soldadura.

El sistema PowerWheel también es un proceso de soldadura por torsión. Originalmente se desarrolló para una salida de alta energía de entre 6,5 y 10 kilovatios, pero también se está volviendo popular para aplicaciones de salida más pequeña. La acción de soldadura se lleva a cabo en un movimiento de balanceo o balanceo directamente en la soldadura. Esto significa que la amplitud máxima siempre está en el centro del área de soldadura y la potencia de salida se puede enfocar con precisión.

Como resultado, las soldaduras pueden ser hasta un 30 por ciento más estrechas que las producidas por un sistema lineal. Las conexiones de terminales más gruesas se pueden soldar con gran resistencia. Y se pueden soldar alambres de cobre o aluminio con secciones transversales de 70 a 160 milímetros.