[发明专利]一种利用3D打印技术的电力工程用耐高温电缆的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用3D打印技术的电力工程用耐高温电缆的制造方法，属于电力材料技术领域。

背景技术

一般的电线电缆是以塑料和橡胶为绝缘护套，这些材料都是常规工程材料，具有丰富的来源，能够满足大规模生产，而且成本相对较低。但对于一些特殊行业如石油化工、钢铁、航空航天、造船、军工、制药、食品、塑料机械、锅炉等与热与高温有关的行业，都需要能够耐一定较高温度的电线电缆，普通的电线电缆显然不能使用，需能耐高温的电线电缆才能保证其电力和信号的安全运行。随着我国经济快速发展，特种行业对高温电缆的需求已显高速增长阶断，耐热和高温电缆每年以20%的速度增长，高温电缆作为特种电缆的重要组成部分，具有极强的生命力，供不应求。

CN103886975A公开一种石油平台用综合电缆，包括动力线芯以及包裹于动力线芯上的橡胶护套，动力线芯包括导体、包裹于导体上的绝缘套，导体由若干股镀锡铜丝以及均匀分布在镀锡铜丝中、带有二氧化硅涂层的碳纤维构成，所述绝缘套与导体间填充有聚醚醚酮，所述绝缘套内表面涂覆有薄膜聚酯层；在橡胶护套的内层还设置有屏蔽层，其作用是产生电磁屏蔽。

这种导线的制造过程是在内层的芯线上包覆了屏蔽层之后，再在其外部包覆橡胶护套层；但是由于屏蔽层的表面常常出现不平整，导致了屏蔽层与橡胶护套层之间容易出现气泡，导致在高温下工作时，空气气泡容易发生膨胀，最终会导致电缆在高温工作下屏蔽层与橡胶护套层的连接强度下降，最终导致电缆的寿命下降。

3D打印是“增材制造”（Additive Manufacturing）的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法，去除多余部分，得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之截然不同，无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过叠加材料的方法生成任何形状的物体，简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。

发明内容

本发明的目的是：解决目前的一些内部设有屏蔽层的电缆在高温下的寿命不长的问题，采用的是通过3D打印的方式消除屏蔽层与外部的橡胶层的间隙空气的方式去解决。

技术方案是：

一种利用3D打印技术的电力工程用耐高温电缆的制造方法，包括如下步骤：

第1步，在导线芯材的外表面包覆屏蔽层；

第2步，使用移动测定装置在屏蔽层的表面沿着电缆轴向方向移动，所述的移动测定装置上包括有表面凹陷程度测定器以及位移记录器，所述的表面凹陷程度测定器用于测定移动测定装置所处位置处的屏蔽层的表面形貌，所述的位移记录器用于记录移动测定装置所处的位置，得到沿着电缆轴向的屏蔽层的表面形貌数据；

第3步，根据测定得到的表面形貌数据设计出填补层，填补层的一面与表面凹陷相配合，另一面为平面，再通过3D打印机打印出填补层；

第4步，将填补层固定于屏蔽层表面；

第5步，再在填补层的表面包覆绝缘护套。

所述的导线芯材的根数在3根以上。

所述的表面凹陷程度测定器的测定精度小于0.1μm。

所述的填补层的材料是硅橡胶。

所述的硅橡胶为分子量分布在50～80万的线型聚有机硅氧烷。

所述的硅橡胶可选择二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、含氟乙烯基硅橡胶或含腈乙烯基硅橡胶。

所述的绝缘护套的材料是绝缘橡胶。

有益效果

本发明通过3D打印的方式消除屏蔽层与外部的橡胶层的间隙空气的方式，解决目前的一些内部设有屏蔽层的电缆在高温下的寿命不长的问题。

附图说明

图1是使用移动测定装置对屏蔽层进行形貌测定的示意图。

图2是填补层与屏蔽层相配合的示意图。

图3是移动测定装置的模块装置图。

图4是电缆结构图。

其中，1、屏蔽层；2、填补层；3、移动测定装置；4、绝缘护套；5、导线芯材。

具体实施方式

实施例1

本发明制备得到的电缆的结构如图4，在导线芯材5的外表面包覆有屏蔽层1，而屏蔽层1的外面还包覆有绝缘护套4，由于屏蔽层1与外部的绝缘护套4的间隙空气导致电缆在高温下的寿命不长。

利用3D打印技术的电力工程用耐高温电缆的制造方法，步骤是：

第1步，如图4，在导线芯材5的外表面包覆屏蔽层1，导线芯材的根数在3根以上；