EoW March 2013

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Articolo tecnico
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▲ ▲ Figura 4: Tassi di espansione nominali
Parete (in.) Percentuale di volume d’aria (%)
Espansione nominale per spessore di parete
Variazione (6 SDEV)
Tipo di iniettore
Flusso di azoto (cc/m in)
Capacitanza effettiva (pf/ft)
Capacitanza prevista
▲
▲ Figura 5: Flusso del gas e variazione della capacitanza
Maggiore è il flusso del gas rispetto
all’uscita della resina, maggiore sarà
il tasso di espansione. L’uniformità di
questo flusso di gas è fondamentale
per mantenere un tasso di espansione
uniforme, necessario per mantenere valori
minimi di variazione della capacitanza e di
ritardo del segnale del cavo.
Misurazione del
flusso di gas
Assicurare che venga iniettato un
flusso costante e corretto nel materiale
fuso costituisce una delle variabili più
importanti del processo di formazione
della schiuma. Le variazioni di flusso del
gas non rilevate risulteranno in variazioni
di capacitanza e conseguentemente in
una instabilità di processo con grandi
quantità di scarti. Le misurazioni del
flusso dell’iniettore fuori linea (come lo
spostamento dell’acqua) consentono di
determinare la portata media dell’iniettore
alla temperatura ambiente. Tuttavia, non
sarà possibile determinare la portata di
processo effettiva né la variazione del
flusso dato che la portata dell’iniettore
può variare radicalmente dopo
essersi riscaldato fino a raggiungere le
temperature di processo.
Si raccomanda pertanto l’impiego di un
misuratore di flusso in linea quando si
ottiene l’espansione mediante iniezione
di gas. Con un misuratore di flusso, la
pressione del gas può essere configurata
con precisione per ottenere la portata
calcolata richiesta per la capacitanza
nominale desiderata. Inoltre, è possibile
controllare le variazioni di portata.
Selezione dell’iniettore
di gas per il prodotto
Quando viene dimensionato un iniettore,
bisogna considerare la pressione del
tamburo estrusore e la portata dell’azoto
per ottenere il tasso di espansione
desiderato rispetto alla velocità di
avanzamento del prodotto. La portata di
gas dipende dalle dimensioni dell’orifizio
dell’iniettore e dalla pressione dell’azoto.
L’orifizio deve essere dimensionato in
modo tale che la pressione del gas sia
più alta della pressione del tamburo
per ottenere il flusso di gas desiderato.
Supponiamo che una data struttura di
cavo richieda un flusso di 50cc/minuto di
azoto per una velocità di linea di 600 piedi
al minuto e crei una pressione del tamburo
estrusore di 1.000psig.
Parametri di processo
ed effetti – tassi di
espansione della
schiuma
È pratica diffusa per gli ingegneri
specializzati in cavi progettare cavi
utilizzando tassi di espansione calcolati
per ottenere il costo teorico più basso.
Tuttavia, vi sono altri fattori importanti
che influenzano i costi, come la capacità
di elaborazione, le prestazioni elettriche
globali e i danni e la compressione del
cavo dovuti alle operazioni successive
all’estrusione.
Trascurare questi fattori di progettazione
potrebbe erroneamente causare costi
più elevati e generare un’elevata quantità
di scarti. Consideriamo un tipico cavo
coassiale da video utilizzando il 59 per
cento di tasso di espansione rispetto allo
stesso cavo progettato con il 54 per cento
di tasso di espansione.
Il cavo con il 59 per cento di espansione
può spingere il processo al limite,
aumentando successivamente gli
scarti iniziali e causando una maggiore
variazione del processo. Dal punto di
vista elettrico, generalmente un maggiore
contenuto d’aria determina cellule più
grandi e una maggiore formazione di
cellule attorno al conduttore centrale, che
potrebbero avere un impatto importante
sull’attenuazione di riflessione del cavo.
In alternativa, lo stesso cavo può essere
realizzato con il 54 percento di tasso di
espansione con un aumento di peso di
solo 0,28lbs/1.000ft.
Questa minima variazione offre un
prodotto robusto e ripetibile con una
migliore attenuazione di riflessione, una
minore quantità di scarti e una maggiore
produttività con la stessa impedenza del
cavo.
La Figura 4 fornisce delle indicazioni
generali sui tassi di espansione della
schiuma in funzione dello spessore
della parete dielettrica. Gli effettivi tassi
di espansione massimali varieranno in
funzione della selezione della resina e dei
metodi di processo adottati.
Iniezione di azoto ad
alta pressione
La formazione della schiuma si ottiene
iniettando azoto ad alta pressione nel
polimero fuso durante il processo di
estrusione. Il tasso di formazione di
schiuma è determinato dalla portata del
gas in base all’uscita della resina ai giri al
minuto di funzionamento dell’estrusore.