Không phải lúc nào cũng cần sử dụng lõi đồng

MS Spaichingen GmbH hoạt động trong nhiều lĩnh vực kinh doanh thuộc ngành công nghiệp ô tô. Bộ phận công nghệ hàn chuyên thiết kế và chế tạo các hệ thống hàn siêu âm tùy biến để liên kết các chi tiết nhựa. Tuy nhiên, công nghệ hàn siêu âm cũng có những giới hạn nhất định. Ví dụ, khi cần liên kết kim loại với nhựa, phương pháp tán đinh tiếp xúc gia nhiệt được sử dụng như một giải pháp thay thế. Trong quy trình này do MS Spaichingen phát triển, nhiệt độ là yếu tố duy nhất tác động lên vật liệu để tạo ra mối ghép tán không khe hở. Đồng thời, nhiệt độ tại các điểm tán phải được đo lường chính xác trong suốt quá trình. Vì vậy, mỗi đầu khuôn tán trong hệ thống của MS Spaichingen đều được trang bị một cảm biến thermocouple để giám sát nhiệt độ.

Ban đầu, hệ thống sử dụng cáp từ nhà sản xuất thiết bị gia nhiệt để cấp nguồn và truyền tín hiệu. Tuy nhiên, sau khoảng 100.000 hành trình kép — tương đương một năm vận hành — cáp bắt đầu bị hỏng và dao động lên xuống theo từng chu kỳ hoạt động.
Việc tìm kiếm giải pháp cáp thay thế không hề đơn giản vì yêu cầu sử dụng vật liệu đặc biệt. Quy trình này đòi hỏi cáp phải sử dụng cùng loại hợp kim với thermocouple thay vì lõi đồng thông thường. Điều này đồng nghĩa với việc cần các loại cáp làm từ hợp kim như nickel/chromium-nickel — và với số lượng lớn. Đồng thời, cáp cũng phải đảm bảo tính linh hoạt cao và khả năng chịu chuyển động động liên tục.

Các kỹ sư của igus® trước tiên phải thực hiện các bước nền tảng, nghiên cứu cách xử lý các hợp kim vốn cứng và giòn thành dạng dây dẫn phù hợp. Bên cạnh việc truyền tín hiệu từ cảm biến, cáp còn cần đảm bảo cấp nguồn cho đầu cảm biến. Vì vậy, giải pháp được lựa chọn là kết hợp cáp lõi đồng và cáp thermocouple. Trong đó, các lõi đồng mềm hơn phải được tích hợp tối ưu với các lõi hợp kim nhiệt cứng hơn, nhằm đảm bảo tuổi thọ dài hạn ngay cả khi chịu tải động liên tục.

Theo yêu cầu này, igus® ban đầu phát triển cáp linh hoạt chỉ sử dụng thermocouple, hiện được thương mại hóa với mã chainflex CFTHERMO.K.001, cùng phiên bản kết hợp ba lõi đồng và một thermocouple (CFTHERMO.K.002). Phiên bản K.002 đã được thử nghiệm tại igus® và MS Spaichingen, và được phê duyệt sau 300.000 hành trình kép. Đến nay, các dòng cáp CFTHERMO đã được vận hành trong nhiều năm với độ tin cậy cao. Ông Joachim Wein – phụ trách phát triển điện tử tại bộ phận công nghệ hàn của MS Spaichingen chia sẻ: “Chúng tôi sử dụng cáp cả trong và ngoài xích dẫn cáp và chưa gặp bất kỳ sự cố nào.”

igus® tiếp tục mở rộng danh mục CFTHERMO với nhiều hợp kim mới để đo nhiệt độ cao hơn. Đồng thời, giải pháp readycable, cáp lắp sẵn đầu nối cho thermocouple – cũng đã được đưa ra thị trường,  với đầu nối sử dụng cùng vật liệu với lõi cáp nhằm đảm bảo độ chính xác đo lường. Các thử nghiệm động học cho cáp thermocouple chainflex® vẫn đang tiếp tục từ năm 2011   và đã vượt mốc 100 triệu chu kỳ kép mà không ghi nhận sai lệch điện trở. igus® cũng mở rộng ứng dụng nội bộ, ví dụ trong xưởng ép phun – nơi hàng trăm máy sản xuất bạc lót trơn, xích dẫn cáp và nhiều sản phẩm khác. Tại đây, nhiệt độ quy trình được giám sát bằng thermocouple,  yêu cầu cáp vừa linh hoạt vừa đảm bảo độ tin cậy cao.