مراحل تولید سیم و کابل + بررسی دستگاه‌ها و مواد اولیه
فرآیند تولید سیم و کابل با توجه به نوع کاربری آنها تفاوت‌هایی دارد. اما در حالت کلی این روند در کارخانجات سازنده تا حد زیادی یکسان است. البته برندهای معتبر محصولات خود را با یک استراتژی خاص و پایبندی به استانداردهای جهانی تولید می‌کنند. ازاین‌رو، این امر باعث می‌شود که بین سیم و کابل‌های برندهای مطرح و معمولی موجود در بازار از نظر کیفیت تفاوت‌های بارزی ایجاد شود. کارخانجات معتبر از دستگاه‌های مدرن و مطابق با تکنولوژی روز دنیا در ساخت سیم و کابل استفاده می‌کنند تا فرآیند تولید را کاملاً متحول سازند.
تکنولوژی پیشرفته در این تجهیزات علاوه‌بر افزایش بهره‌وری، موجب ارتقاء کیفیت محصولات و بالا رفتن سطح ایمنی کارکنان می‌شود. علاوه‌برآن دستگاه‌های خودکار و پیشرفته قادرند هرگونه نقص را در طول فرآیند ساخت سیم‌ها و کابل‌ها تشخیص دهند. ازاین‌رو، تولیدکنندگان سیم و کابل می‌توانند اقدامات اصلاحی را در حین انجام کار در جهت رفع نواقص انجام دهند. در ادامه مراحل تولید سیم و کابل در کارخانجات معتبر را مورد بررسی قرار داده‌ایم. اما پیش از هر کاری ابتدا به بررسی مواد خام می‌پردازیم.
مواد اولیه سیم و کابل چیست؟
متریال اولیه سیم برق بسیار متنوع هستند، اما اصلی‌ترین آنها عبارتند از:
مس: مس رایج ترین ماده‌ای است که برای تولید کابل و سیم برق استفاده می‌شود، زیرا هدایت الکتریسیته بالایی دارد. همچنین قابل انعطاف و شکل‌پذیر است و در نتیجه کار با آن آسان باشد. از طرفی مس نسبتاً ارزان و فراوان است.
آلومینیوم: آلومینیوم از مس هدایت الکتریکی کمتری دارد، اما سبک‌تر و ارزان‌تر است. اغلب در کاربردهای ولتاژ بالا استفاده می‌شود که وزن مهم است.
فولاد: فولاد به اندازه مس یا آلومینیوم رسانا نیست، اما محکم و بادوام است. اغلب در کابل‌های زیرزمینی و سایر کاربردهایی که در معرض شرایط سخت قرار دارند استفاده می‌شود.
پلاستیک: پلاستیک برای عایق بندی سیم برق استفاده می‌شود. از سیم‌ها در برابر اتصال کوتاه و سایر خطرات الکتریکی محافظت می‌کند.
لاستیک: لاستیک نیز برای عایق بندی سیم برق استفاده می‌شود. انعطاف پذیرتر از پلاستیک است و می‌توان در کاربردهایی که سیم و کابل نیاز به خم شدن دارند استفاده کرد.
مواد اولیه خاص سیم برق براساس کاربرد متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، کابل برق ولتاژ بالا معمولاً از مس تولید می‌شود، در حالی که کابل های ولتاژ پایین ممکن است از آلومینیوم یا فولاد باشند. نوع عایق نیز براساس کاربرد متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، کابل‌های فضای باز باید با موادی عایق بندی شوند که در برابر رطوبت و نور خورشید مقاوم باشند.
مواد اولیه سیم برق از زمین استخراج می‌شود و سپس به شکلی پردازش می شوند که بتوان از آنها برای تولید سیم استفاده کرد. سنگ معدن مس استخراج و سپس ذوب می‌شود تا مس خالص تولید شود. سنگ معدن آلومینیوم نیز استخراج و سپس پردازش می‌شود تا آلومینیوم خالص تولید شود. فولاد از سنگ آهن و سایر مواد به دست می‌آید. پلاستیک و لاستیک از محصولات نفتی تولید میشوند.
روش تولید انواع سیم در کارخانه کابل سازی مرحله به مرحله
تولید سیم و کابل پروسه پیچیده‌ای است که شامل تبدیل مواد خام به تجهیزات مورد نظر است. دستگاه‌هایی که در این صنعت به کار می‌روند، حکم ستون فقرات فرآیند تولید را دارند. بنابراین، درصورتی‌که ماشین آلات تولید سیم و کابل به‌طور اصولی انتخاب شوند؛ نتیجه آن کیفیت بالاتر محصولات و افزایش راندمان کار است.
با توجه به این‌که کابل‌ها و سیم‌ها دارای اجزای مختلفی هستند، طی یک فرآیند طولانی تهیه میشوند. بنابراین روند حساس ساخت این تجهیزات نیازمند نظارت کارشناسان متخصص و استفاده از ماشین‌آلات مجهز به تکنولوژی روز دنیا است. این نکات دقیقاً همان مواردی هستند که کارخانجات خوش‌نام و پرآوازه به آن توجه کافی دارند. به عبارت ساده‌تر انتخاب ماشین‌آلات مناسب با کارایی بالا در به ثمر رسیدن مراحل تولید سیم و کابل که در ادامه به آنها اشاره می‌شود، تاثیرگذار هستند.
مرحله اول: نازک کاری
برای تولید سیم و کابل، باید مواد اولیه که معمولاً مس، آلومینیوم یا فولاد است، تامین شوند. این مواد از زمین استخراج میشوند و سپس به شکلی پردازش میشوند که بتوان از آنها برای ساخت سیم استفاده کرد. مرحله بعدی کشیدن مواد اولیه به سیم‌های نازک است. این کار با عبور مواد از سری قالب‌هایی که به تدریج مقطع آنها را کاهش می‌دهند انجام می‌شود.
گام اول از مراحل تولید سیم و کابل نازک‌کاری است. عملیات نازک‌کاری از طریق دستگاه نازک‌کن فاین و همچنین نازک‌کن راد طی دو مرحله مجزا انجام می‌پذیرد. به این صورت که نخست مفتول مسی ۸ میلی‌متری به کمک دستگاه راد به یک مفتول مسی با ضخامت ۱.۳۸ میلی‌متر تبدیل می‌شود. سپس توسط دستگاه فاین تغییرات لازم روی این مفتول‌ها صورت می‌گیرد تا به صورت سیم‌ها و کابل‌های مورد نیاز مشتری درآیند.
مرحله دوم: آنیل کاری
همه مفتول‌هایی که توسط دستگاه فاین عملیات نازک‌کاری بر روی آنها انجام گرفته است، در کنار کوره مخصوص آنیل‌کاری گردآوری میشوند. معمولا در اطراف کوره آنیل‌کاری یک‌سری تابلوهای مخصوص وجود دارد تا کارگران بتوانند با توجه به آنها مفتول‌ها را جمع‌آوری نمایند. پس از این‌که تعداد به حد نصاب یعنی حدود ۵۴ مفتول رسید، در کوره آنیل قرار می‌گیرند.
مرحله سوم: بهم تاباندن رشته های مسی
تاباندن رشته‌های مسی یا همان بانچ از طریق ماشین‌آلات مخصوصی به نام بانچر انجام می‌پذیرد. به این منظور مفتول‌های آنیل شده روی قرقره را که در مرحله پیش آماده شده‌اند، در دسترس کارگران قرار می‌دهند.
در صورتی‌که هدف تولید کابل‌های رشته‌ای مانند کابل‌های قدرت یا خودنگهدار باشد، رشته‌های مسی توسط تابنده با حفظ یک ساختار کاملا منظم به هم تابیده میشوند. برای تهیه کابل‌های خودنگهدار نیز رشته مغزی در بخش مغزی قرار می‌گیرد. در حالی‌که سایر رشته‌های مسی با رعایت فاکتورهای نظیر جهت چرخش مشخص و طول تاب خاص به دور آن پیچیده میشوند.
مرحله چهارم: عایق کاری
یکی از مهم‌ترین مراحل تولید سیم و کابل مرحله عایق‌کاری تجهیزات است. در اینجا رشته‌های مسی پانچ شده به همراه گرانول عایق به‌عنوان مواد اولیه مورد نیاز در سالن عایق‌کاری آماده میشوند. این متریال ممکن است که برای ساخت زیره کابلی یا تولید سیم به کار روند.
چنانچه هدف تولید سیم باشد، محصول ساخته شده توسط دستگاه اکسترودر به واحد بسته‌بندی فرستاده می‌شود. درصورتی‌که برای ساخت زیره کابلی، فرآورده تولیدی روی یک‌سری قرقره‌های مخصوص جمع‌آوری شده تا در مرحله تاب زیره مورد استفاده قرار گیرد.
مرحله پنجم: روکش زنی کابل
در این مرحله متریال اولیه یعنی پودر تالک، زیره‌های استرندر شده و همچنین گرانول روکش در محوطه کارخانه آماده میشوند. سپس عملیات روکش‌زنی کابل توسط یکی از اصلی‌ترین ماشین آلات تولید سیم و کابل یعنی دستگاه اکسترودر انجام می‌گیرد. برای تولید کابل‌های قدرت باید رشته‌های به هم تابیده شده به کمک لایه‌ای از پی‌وی‌سی یا مواد پلی‌اتیلن به طور کامل روکش شوند. این لایه کمک می‌کند تا کابل قدرت در برابر عوامل محیطی مقاومت کافی پیدا کند.
مرحله ششم: آزمون مقاومت الکتریکی هادی
برای این‌که اطمینان حاصل شود مراحل تولید سیم و کابل به طور اصولی انجام میشوند و محصولات کیفیت لازم را دارند؛ همه قرقره‌های تولید شده تست میشوند. آزمون مقاومت الکتریکی هادی پیش از بسته‌بندی کابل‌ها انجام می‌گیرد. هدف تست مقاومت الکتریکی هادی این است که تیم تولید از بابت یکنواختی قطر محصولات اطمینان حاصل کنند. همچنین مواردی نظیر کیفیت مناسب هادی و عدم پارگی در رشته‌های هادی نیز در این مرحله مورد بررسی قرار می‌گیرند.
مرحله هفتم: آزمون ولتاژ بالا
گام نهایی از مراحل تولید سیم و کابل آزمون ولتاژ بالا است. این تست به منظور مطمئن شدن از عدم قطعی جزئی عایق و همچنین پوشش‌دهی کامل هادی از بخش عایق انجام می‌پذیرد. پس از اطمینان از این موارد کیفیت مواد عایق نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد.
چنانچه محصولات هیچ ایرادی نداشته باشند، بر روی آنها نشانه‌گذاری‌های لازم انجام می‌شود. سپس اقداماتی نظیر لفافه‌پیچی و نصب پلاک روی قرقره کابل‌ها و سیم‌ها صورت می‌گیرد. در نهایت نیز تیم تولید همه محصولات را به انبار ارسال می‌کنند.
نقش ماشین آلات تولید سیم و کابل در فرآیند کابل سازی
در عصر حاضر با توجه به پیشرفت تکنولوژی ماشین آلات تولید سیم و کابل نیز دچار تحولات و تغییرات مثبتی شده‌اند. تجهیزاتی که در فرآیند تولید سیم و کابل به کار می‌روند، شامل دستگاه نازک‌کن راد، دستگاه نازک‌کن فاین، دستگاه بانچر، دستگاه روکش‌زنی و ماشین استرندر هستند. تولید سیم و کابل با توجه به حساسیت این محصولات نیاز به تجهیزات و ماشین‌آلات پیشرفته و دقیق دارد تا بتوان در نهایت از ثبات و کیفیت محصول اطمینان حاصل کرد. برندهای معتبر و خوش‌نام همواره می‌کوشند تا برای تضمین کیفیت سیم‌ها و کابل‌های تولیدی خود از مجهز‌ترین دستگاه‌ها استفاده کنند.
یکی از مزایای اصلی استفاده از ماشین آلات تولید سیم و کابل پیشرفته و مدرن این است که به میزان قابل توجهی بهره‌وری را افزایش می‌دهند. زیرا این دستگاه‌ها جهت انجام وظایف با کارایی بیشتر و در مدت زمان کوتاه‌تر طراحی شده‌اند. بنابراین ضمن این‌که روند تولید سیم و کابل را سرعت می‌بخشند؛ به دلیل حذف خطاهای انسانی بهبود کیفیت محصولات را نیز به دنبال دارند. دقت در کار یکی دیگر از ویژگی‌های ماشین‌آلاتی است که برندهای معتبر از آن استفاده می‌کنند. به همین دلیل محصولات این کارخانجات کیفیت بالایی دارند و همواره با استقبال بی‌نظیر از جانب مصرف‌کنندگان روبرو میشوند.
معرفی ماشین آلات مورد نیاز در مراحل تولید سیم و کابل
به طور کلی ماشین‌آلاتی که در مراحل تولید سیم و کابل بهترین برندهای بازار ایران مورد استفاده قرار می‌گیرند، به شرح ذیل هستند:
دستگاه کشش راد: معمولا ماشین‌های کشش راد جهت اعمال کشش و همچنین نازک‌کاری مفتول‌ها به‌کار می‌روند. مفتول‌ها پس از قرارگیری در این دستگاه به ابعاد کوچکتری تقسیم میشوند تا در نهایت به ضخامت مورد نظر برسند.
دستگاه نازک کن فاین: از این وسیله معمولاً برای کشش مفتول‌هایی که در بخش خروجی ماشین کشش راد قرار دارند، استفاده می‌شود. البته کاربرد اصلی دستگاه نازک‌کن فاین جهت ساخت سیم‌های تار مویی است.
دستگاه استرندر: مفتول‌های کشیده شده روی قرقره‌ها در این دستگاه قرار داده میشوند تا در مرحله عایق‌کاری به کار برده شوند. در واقع ماشین‌های استندر برای بافت هادی‌های آلومینیومی کاربرد دارند. یکی از قابلیت‌های مهمی که دستگاه استندر ارائه می‌دهد، این است که سیم‌ها و کابل‌های مسی، آلومینیومی یا فولادی کربن را با سرعت بسیار بالایی می‌تاباند.
دستگاه اکسترو: در مراحل تولید سیم و کابل دستگاه اکسترو به منظور تزریق مواد خاص و همچنین برای عایق‌کاری سیم‌ها و کابل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
دستگاه بانچر: دستگاه پانچر جهت تاباندن کابل‌ها در یک ساختار منظم به کار می‌رود. کاربرد دیگر این ماشین جهت تهیه سیم‌های تکی و همچنین روکش‌زنی است.
جمع بندی نقش ماشین آلات سیم و کابل و مراحل تولید آن
مراحل تولید سیم و کابل در اکثر کارخانجات به یک صورت است. این فرآیند شامل گام‌های نازک‌کاری، آنیل، به هم تاباندن رشته‌های مسی، عایق‌کاری، زدن روکش و… می شود. البته در برندهای معتبر مراحل بالا توسط تجهیزات و ماشین‌آلات مدرن انجام می‌گیرد. ازاین‌رو، محصولات این کارخانجات کیفیت و دوام فوق‌العاده‌ای دارند. استفاده از دستگاه‌های مجهز به تکنولوژی پیشرفته باعث می‌شود که خطاهای انسانی به حداقل ممکن برسد و نتیجه آن، تولید سیم و کابل‌هایی مرغوب و مطابق با استانداردهای جهانی باشد. در اینجا برخی جزئیات اضافی در مورد مراحل خاص درگیر در تولید سیم و کابل لیست میشوند:
کشیدن: این بخش، مرحله‌ای مهم در تولید سیم و کابل است. میزان کشش سیم‌ها تعیین کننده قطر و استحکام کششی نهایی آنها خواهد بود.
روکش: نوع ماده عایق مورد استفاده به کاربرد سیم یا کابل بستگی خواهد داشت. به عنوان مثال، کابل‌هایی که در محیط‌های سخت، مانند کابل‌های زیرزمینی، استفاده میشوند، باید با ماده‌ای که در برابر رطوبت و خوردگی مقاوم است، روکش شوند.
گروه بندی: تعداد رشته‌ها در یک کابل به مقدار جریانی که کابل نیاز به حمل دارد بستگی خواهد داشت. به عنوان مثال، یک کابل که برای تأمین برق یک دستگاه بزرگ استفاده می‌شود، باید رشته‌های بیشتری نسبت به یک کابل که برای تأمین برق یک دستگاه کوچک استفاده می‌شود، داشته باشد.
پوشش: لایه محافظی که روی کابل‌ها اعمال می‌شود نیز به کاربرد بستگی خواهد داشت. به عنوان مثال، کابل‌هایی که در فضای باز هستند، باید با ماده‌ای که در برابر نور خورشید و فرسایش مقاوم است، پوشانده شوند.
آزمایش: محصولات نهایی سپس آزمایش میشوند تا اطمینان حاصل شود که الزامات مورد نیاز را برآورده می‌کنند. این آزمایش ممکن است شامل اندازه گیری هدایت الکتریکی، استحکام کششی و مقاومت عایق سیم‌ها و کابل‌ها باشد.