军品电缆生产过程防护的方法研究

军品电缆生产过程防护的方法研究

徐利容 王瑞睿 乔伟

贵州航天电器股份有限公司，贵州 贵阳 550009

摘要：通过对电缆产品生产流程及环境的研究分析，提出多种产品生产时的保护措施，特别提出一种特制气泡袋，有效解决电缆产品因生产中因防护不当而导致报废的浪费问题。

关键词：电缆 军品 生产过程 防护

1 背景

随着公司业务的不断扩大，使得公司的物流规模也越来越大，电缆组装件作为公司的五大支柱产业之一，每天从“基础件——产线——客户”的流转产品头数已达到惊人的4000余头，作为军工企业生产的电缆组件产品，要求自己在品质上一定要过硬，电缆组件产品主要由线束部分和连接器部分组成，其中线束部分在生产流程中，多会对其进行不同程度上的拖动或搬动，导线多会因此存在不用程度的磨损，导致传输信号的功能受到影响。连接器在生产时均需对其进行电镀才能满足其在某种特定情形下状态的稳定程度，作为军品的连接器在此方面要求更加严格，但经过频繁的流转之后，总是会出现由于磕碰导致的镀层损坏从而导致产品报废，有的磕碰在当时不易看出，但在极端环境中使用时，会放大由于生产流转中防护不当造成的损伤，导致镀层鼓包、脱落、连接器失效等一系列问题。如何减轻甚至避免在生产周转中的这一现象，便是本文旨在探讨的主要问题。

2电缆军品生产时周转特点

2.1生产种类多、无法统一进行防护

由于面向的环境、用途、空间等多种多样，客户多是对电缆进行定制，这是军品与民品生产的最大区别，这导致军品电缆生产时多是小批量，多批次的形式进行生产，同样的生产规模，军品电缆生产时多是各个产线各自生产一种电缆，而各类电缆生产时所使用的工艺方法也不尽相同，这导致了很难使用某种统一的方法对整个正在生产的电缆产品进行周转的防护，只能根据产品自身的外形、性能要求等特点进行防护措施的特化。

2.2产品特殊，对寿命要求严苛

军品电缆多用于各种极端环境，并要求20年甚至50年的可靠性，因此在生产时发生的任何一点瑕疵都会在这过程中无限的放大，有的擦伤甚至肉眼都难以观察到，这类损伤对于民品来说甚至可以当作优良品，但对于军品来说，会很大程度上影响产品的使用寿命，这些对于军品的高要求也就对生产防护做出了不小的挑战。

2.3生产工序繁多，难以防护周全

军品电缆的生产通常需经过30-50道工序，当产品复杂时甚至多达上百道，不同的工序所面临的环境也不尽相同，比如特殊工序灌封，必须进行胶体固化操作，通常的固化温度为80-120℃，多数防护措施在这样极端的环境中，很难发挥对电缆产品保护作用，甚至还会给产品带来不可逆的损伤，装入完成后放入周转盘时，为了后续工序的辨识简单，多是头尾放置一致，这便难以避免连接器之间的相互磕碰，生产过程中的磕碰损伤多来源与此。

3 方法研究

3.1采用聚四氟乙烯材料进行保护

生产过程中，最先看到以及最多使用的就是利用聚四氟乙烯（俗称生料带）对各类电缆进行包缠以起到一定的保护作用，此种材料价格低廉，且具备良好的耐酸碱性、耐大气老化性及绝缘性，但其耐磨性较差，一点轻微的摩擦都会将包缠在连接器上的生料带拉出一个豁口，失去了保护的作用，因此多将其用在线束的包缠中。

图一 聚四氟乙烯保护

3.2采用气泡膜进行保护

如今国内的各类快递公司，在运输贵重物品，都会在周转箱中增加气泡膜，气泡膜应用广泛，它价格低廉的同时有着良好的保护性能，气垫膜之间充满了小气泡，当物品掉落在其上时，气泡发生形变以减轻掉落带来的冲击，能够缓解冲击对物品造成的伤害，但耐磨损能力较差，只用于包缠连接器，极易被连接器磨穿，导致失去保护能力。由于目前生产长于5m以上的电缆时，工作台上无法放下，需在地面进行作业，且重量较重，在周转时与环境的摩擦对电缆线束的磨损很严重，因此气泡膜多铺设在地面用于长电缆的生产。

图二 气泡膜保护连接器端

图三 气泡袋保护电缆

3.3采用海绵垫材

生产多批量的电缆时，需先对连接器进行灌封等处理，而由于每种连接器所用胶材不同，操作工艺不同，需使用周转盘将不同种类的连接器分开进行操作，而烘焙的高温环境决定了周转盘的材质只能是金属，不能其他不耐高温的材料。而金属周转盘会带来一个问题，在移动的过程中，连接器会一直与周转盘进行接触导致途中有连接器被划伤的风险，周转途中一些轻微的抖动大大增加了这一风险。据统计，若不对这一过程采取措施，对连接器等作业完成后，70%以上的连接器外壳都有不同程度的划伤及磕伤。因此生产中多采用一层薄海绵垫铺设在周转盘中，减轻由于与金属周转盘的直接接触带来的划伤风险。

图四 海绵垫材保护

3.4采用特制气泡袋进行保护

电缆制作中，线缆的保护方式多种多样，保护的材料也各不相同，具体生产中，就有着锦纶丝套、芳纶丝套、热缩管等多种方式对线束进行保护，但对连接器端的保护方法却是少之又少，多利用带状材料将连接器进行包缠保护，不仅操作繁琐，并且保护的效果及范围都取决于包缠的效果，作为人工操作的步骤，很难达成一致性，包缠以后由于包缠不周导致的磕碰、磕伤出现频率不低。对电缆的周转放置方法进行深入研究以后，研制出一种特制的气泡袋，下表是气泡袋中主要材料的技术参数。

表一 气泡袋主要材料参数

	聚对苯二甲酸乙二酯（PET）	聚乙烯（PE）	氯化聚乙烯(CPE)
使用温度	-100～120℃	-20～100℃	-45～100℃
弯曲强度	148～310MPA	8～25MPA	24～50Mpa
吸水性	0.06%～0.129%	<0.01%	<0.01%
冲击韧度	64.1～128J/m^2	80～853.4J/m^2	231～1460J/m^2
洛氏硬度	M 90～95	/	/
伸长率	1.8%～2.7%	90%～800%	>500%

气泡袋的内层采用PET材料，PET材料是浅黄色和乳白色高度结晶性的聚合物，它具备极为良好的抗摩擦性能，与金属锐边经过多次摩擦不会出现破损，作为与金属连接器的直接接触部分再适合不过。除此之外，还具备极为优良的抗拉伸性能，制成带状将产品放入其中时，不会因带内物品的抖动、滑动等带动拉长导致薄膜层各处厚薄程度不一最终由于受力不均而破损。

中间层采用具备优秀抗冲击性能的PE气泡膜作为原材料，气泡膜由于其结构具备了极为优秀的缓冲性能，外部冲击作用在气泡膜上时，冲击力经过气泡时会被最大程度上的被中空的气体所吸收，最终传递到另一层的力所剩无几，经过测试，经过气泡膜包裹以后，在气泡膜达到受力极限被破坏之前冲击力的吸收率可达90% 以上，抗冲击性能已能够满足多数周转的抗冲击要求，因此采用该材料作为抗冲击的主要包裹层。

最外层采用CPE材料作为包裹，CPE是由高密度聚乙烯（HDPE）经氯化取代反应而得到的高分子改性材料，作为最外层，除了要具备优秀的抗磨、抗拉性能外，还需具备防水功能，防止在潮湿的环境中水汽穿过包围层与内部连接器进行接触，导致连接器因长期处于潮湿环境引起锈蚀、鼓包等问题，CPE材料由于加入氯元素，具备极好的阻燃性，且具有燃烧防滴下特性，能保护整个电缆端部不会因火焰燃烧而造成破坏。

图五 特制气泡袋

一开始的气泡袋设计只有三层结构包裹即可，但这种简单包裹结构操作较为繁琐，且无法达到密封的要求，并且随着日益增长的产品周转量，包裹的时间也越来越成为效率提升的瓶颈。为了满足庞大的周转量，气泡袋的设计除去能保护、密封外，还需具备操作便利、快捷的特点，因此在设计气泡袋时，特意将气泡袋的封口处设计为快锁式结构，不仅能满足密封要求，并且操作方便快捷，只需用手轻轻一拉，就可完成封口，其打开同样方便，而且能够重复使用，能最大程度上降低浪费。

下表是利用各种防护方法后50个产品中在经过生产完成后所得到合格品数及所用时间

表二 方法验证

	合格品数	严重损坏数	生产效率	周转次数
生料带包缠	38	2	1min/个	2
气泡膜保护	43	0	50s/个	5
海绵垫材	42	3	10s/个	2
气泡袋保护	50	0	5s/个	3
无保护	10	5	/	2

由上表可很明显的看出各种方法的优劣之处，生料带包缠能一定程度上起到保护作用，并且占用面积小，不会影响产品生产时的周转方式及次数，但相应的使用时间较长，因为需要对每个产品都进行包缠，每一个包缠到位都需花费一定的时间，而由于其材料性质，产品在周转时掉落很有可能造成产品的严重损伤导致无法使用。

气泡膜能更好地进行过程防护，但由于其占地空间较大需进行多次周转，包缠也需要一定时间，而由于气泡膜良好的抗冲击特性，掉落之后也不会对产品造成不可逆性的毁灭性伤害。

海绵垫材能很好的防止小磨伤、小擦伤，且只会占用周转盘中平铺的体积，对周转次数无任何影响。但是，此方法对掉落类严重损伤无法进行预防以及伤害的减轻。

气泡袋保护相较于其他三种方法都有着更加优秀的保护性能，占用体积小、所用时间短、对各类损伤都有一定的预防作用，但是相较于另外三种方法，气泡袋的成本更为高昂。

因此我们在周转防护时需要根据产品的特性选取不同的防护方法，甚至各种方法相结合达到更好的防护效果。

4结论

通过上文的分析，我们可以很明显的发现生产过程中防护的重要性，对于产品本身来说，增加的所有防护物或防护措施都可算作增加的多余物，但通过这些措施能够极大程度上增加军品电缆的合格品率，并且这些增加上的外物在转到客户使用之前都可轻松将其从产品中剥离出来，对后续的使用不会有任何负面影响，因此认为该措施在生产过程中是存在一定必要性的，会在后续的生产周转中大力推广。