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RÉSUMÉ
Les câbles conducteurs (courant électrique ou télécommunication) sont isolés par gainage avec des élastomères ou des matières thermoplastiques. La mise en forme de ces matières isolantes est effectuée dans la majorité des cas à l’aide d’une extrudeuse monovis. La matière isolante est poussée dans la tête d’extrusion et déposée autour du fil conducteur. Cet article présente les filières de câblerie qui conditionnent les caractéristiques du dépôt (épaisseur, diamètre, concentricité),ainsi que les autres dispositifs le long de la ligne de fabrication (dévidoirs, bacs de refroidissement, éléments de mesure, bobinoirs) qui permettent de garantir la qualité du câble.
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Stéphan PUISSANT : Intervenant extrusion - GIP-InSIC, Saint-Dié-des-Vosges, France
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Alexandre FEUILLET : Équipements mécaniques - SIFEM, Marquette-lez-Lille, France - Cette édition est la mise à jour de l’article de Stéphan Puissant et Pierre-Yves Bonvin, « Lignes d’extrusion en câblerie. Câbles. Contrôle qualité. Rentabilité » paru en 2006.
INTRODUCTION
Les conducteurs ou fils de transmission de courant électrique ou de télécommunication doivent être isolés électriquement. Pour cela, on utilise des élastomères ou des matières thermoplastiques qui ont les propriétés diélectriques adéquates.
L’extrusion est un procédé de fabrication de pièces de section droite constante. La mise en forme des matières isolantes des câbles est effectuée dans la majorité des cas à l’aide d’une extrudeuse monovis. L’extrudeuse a pour fonction de plastifier la matière isolante afin de la pousser dans la tête d’extrusion (ou de conformation), pour y déposer l’isolant autour du fil conducteur qui la traverse.
Cependant, l’extrudeuse seule ne saurait suffire à garantir la qualité du produit. D’autres éléments intervenant le long de la ligne de fabrication ont un rôle important à jouer. En plus du groupe d’extrusion (extrudeuse et tête), on retrouvera, dans toutes les lignes, des dévidoirs, des bacs de refroidissement, des éléments de mesure de diamètre et des bobinoirs.
Chaque ligne est spécifique au type de production visée, que l’on peut classer dans divers secteurs du marché des câbles, qui correspondent à des gammes de diamètres de câbles. Ceux-ci sont traditionnellement le transport d’énergie, les télécommunications par fil de cuivre et les télécommunications par fibre optique.
Dans cet article, nous présentons tout d’abord les diverses familles de câbles en donnant quelques exemples.
Afin de garantir la qualité des produits, divers composants de mesures sont utilisés dans une ligne d’extrusion. Ceux-ci permettent d’alimenter un processus de contrôle de qualité.
Les facteurs qui influencent la rentabilité économique d’une ligne sont ensuite présentés.
L’utilisation de plus en plus courante de l’intelligence artificielle contribue à l’automatisation de la gestion des données de mesure collectées. Elle garantit un meilleur contrôle qualité et permet de faire de la maintenance prédictive.
La liaison de cette intelligence artificielle avec les automates de commande de ligne permet une interface plus simple avec l’humain. Elle contribue, par exemple, à la maîtrise statistique des procédés.
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- Version archivée 1 de juil. 2006 par Stéphan PUISSANT, Pierre-Yves BONVIN
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1. Diversité des câbles et des procédés
Dans cette partie, les différentes lignes de produits sont présentées. Dans le principe, la fabrication des câbles suit trois étapes principales :
-
la fabrication du fil élémentaire en déposant une couche d’isolation sur le conducteur électrique (cuivre) ou sur la fibre ;
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l’assemblage des divers fils élémentaires obtenus ;
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le gainage de cet ensemble afin d’obtenir le câble final.
Trois principales familles de câbles peuvent être considérées. Ce sont les câbles de télécommunication construits à l’aide de fils avec une âme conductrice (transmission des données par signaux électriques), ensuite les câbles de télécommunication construits à l’aide de fibres optiques (transmission des données par signaux optiques), enfin les câbles de transmission de l’énergie électrique.
Les câbles sont très différents selon l’application pour laquelle ils sont destinés.
La première extrudeuse (à piston) fut construite par l’anglais Joseph Bramah (1748-1814) pour la fabrication de tuyaux de plomb. La gutta-percha, une gomme issue de la sève laiteuse d’un arbre originaire d’Asie du Sud-Est, fut découverte en 1843. Faraday trouva que ce matériau avait des qualités isolantes exceptionnelles. Cette matière fut utilisée dès cette date pour les câbles télégraphiques. Néanmoins, l’obtention d’un isolant continu sans raccord posait un problème à M. Faraday. Il se mit en contact avec son compatriote H. Bewley qui inventa la première ligne d’extrusion en 1845. Ces lignes d’extrusion comprenaient les principaux éléments (figure 1) : extrudeuse, tête de répartition et bac de refroidissement (Trough). Il faut ensuite attendre les années 1930 pour voir apparaître le PVC puis le PE. Ce dernier, de par ses caractéristiques diélectriques exceptionnelles, permit le développement des hautes fréquences et du radar en Angleterre pendant la Seconde guerre mondiale. L’utilisation de ces thermoplastiques s’est renforcée constamment depuis cette époque, pour représenter la quasi-totalité des isolations.
Malgré les différences entre les câbles produits, on peut retrouver les principaux éléments d’une ligne d’extrusion....
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BONVIN (P.Y.), SCHLÄFLI (D.) - Hochgeschwindigkeitsextrusion : Aspekte des Extrusionsprozesses und der Regelung. - P. 241-255 de Kabelextrusion 2003, VDI Verlag, Düsseldorf (2003).
-
(2) - BLOHM (W.) - FFT Spectrum Analysis and Structural Return Loss (SRL) prediction using SIKORA’s INLINE2000 series of measuring devices. - EuroWire Journal, p. D15-18 (2000).
-
(3) - GOMIA (A.H.) - FFT Impact of TPM on manufacturing productivity. - EMJ Maintenance Journal, p. 30-35 (2005).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Fabricants de tréfileuses et de fils tréfilés cités
Lukas :
MFL :
Niehoff :
Samp :
Schmidt :
https://www.schmidt-maschinenbau.com
Fabricants d’extrudeuses et/ou de lignes d'extrusion pour câblerie
Cerrini :
Davis-standard :
KOMAX :
Maillefer extrusion :
MFL :
Rosendahl :
https://rosendahlnextrom.com/cable/
Samp :
Troester :
Fabricants d’extrudeuses...
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