Pelado de cables con láser

El cable de un solo núcleo en la parte superior se peló con una cuchilla, mientras que el cable de la parte inferior se peló con un láser, lo que resultó en un corte más limpio y sin daños. Foto cortesía de Spectrum Technologies PLC

Este pelacables láser automatizado procesa cables con una repetibilidad de menos de 10 micras. Las ventanas se pueden pelar en los cables individuales de una cinta donde cada cable tiene solo 100 micrones de ancho. Foto cortesía de Laser Wire Solutions

El pelado de cables con láser es el método de pelado más preciso y fiable disponible en la actualidad. Foto cortesía de Spectrum Technologies PLC

Este pelador láser portátil permite a los ensambladores procesar cables directamente en una placa de mazo. Foto cortesía de Control Laser Corp.

Las hojas de metal se utilizan normalmente para pelar el aislamiento de alambres o cables. Sin embargo, existe una alternativa: los láseres. Un rayo láser controlado con precisión puede vaporizar el aislamiento y el blindaje del cable sin ninguna posibilidad de dañar los conductores eléctricos subyacentes.

La tendencia actual hacia diámetros de alambre más pequeños y estructuras de aislamiento más complejas está impulsando a los fabricantes a mirar más allá de las herramientas pelacables tradicionales. Los pelacables láser ofrecen una alternativa segura, confiable y productiva.

"El pelado de cables con láser produce un rendimiento mucho mayor que otros métodos y proporciona un pelado de mucha mayor calidad", afirma Rachael Pugh, directora de marketing y comunicaciones de Spectrum Technologies PLC. "A medida que los conjuntos de alambres y cables se vuelven más pequeños, más complejos y más delicados, el láser suele ser la única solución para evitar costosos desperdicios".

Las técnicas convencionales de pelado de cables incluyen métodos mecánicos, abrasivos, químicos y térmicos. Sin embargo, cada uno tiene inconvenientes, como una velocidad de procesamiento lenta, falta de precisión, mala calidad y posibles daños al conductor.

Los pelacables mecánicos utilizan hojas de acero afiladas para cortar y quitar el aislamiento. Aunque la mayoría de los sistemas ofrecen un ajuste fino de la hoja y topes positivos, es inevitable que se dañen los conductores, como por ejemplo, hilos peinados, tirados, raspados, cortados, mellados o en forma de jaula.

Con calibres de cable más pequeños, resulta más difícil pelarlo de una manera que no perjudique la función conductora del cable. Los cables trenzados presentan un desafío particular para los sistemas de pelado mecánico, debido a sus secciones transversales no circulares.

Los dispositivos de separación térmica son costosos de operar debido al alto consumo eléctrico del elemento calentador. Además, están plagados de problemas como exceso de rebabas en los bordes, transiciones irregulares y aislamiento quemado, derretido o carbonizado. El pelado térmico también puede dejar residuos dieléctricos, lo que puede afectar negativamente a la conductividad eléctrica a través de la terminación del cable.

El decapado químico se rige por estrictas normas que controlan la seguridad de los trabajadores y la calidad del aire y del agua. Los productos químicos deben manipularse con cuidado y eliminarse como desechos peligrosos, lo que añade un costo adicional al proceso.

El pelado de cables con láser ofrece una solución práctica tanto para cables de diámetro pequeño como para secciones de cables no redondos, debido a la eliminación del daño mecánico al conductor y a la capacidad del rayo láser para tolerar secciones transversales irregulares.

A pesar de esas ventajas, el pelado de cables con láser todavía se considera una aplicación de nicho. "Siempre se preferirá la mecánica, si es posible, debido al coste, pero el número de aplicaciones crece año tras año", señala Paul Taylor, director general y director general de Laser Wire Solutions.

"Muchos ingenieros desconocen las posibilidades", señala Taylor. “Pero aquellos que lo hacen diseñan cables con características únicas que no podrían haberse logrado sin el pelado de cables con láser. Nunca será el método principal de pelado para todos los cables, pero el porcentaje de cables pelados con láser aumentará constantemente”.

Un sistema de pelado de cables por láser consta de un láser, un sistema óptico, controles, herramientas de aplicación y barreras de seguridad. Los ingenieros pueden elegir entre máquinas automatizadas independientes, unidades de sobremesa semiautomáticas y pelacables láser manuales. Se encuentran disponibles configuraciones de eje único, eje doble y haz fijo, con opciones de potencia que van desde 10 a 50 vatios.

"Hay varios tipos de láseres disponibles, incluidos CO2, Nd:YAG y UV", dice Ken Deming, director de ventas y marketing de Control Laser Corp. "Sin embargo, el CO2 es el más utilizado y el más rentable".

La empresa de Deming ofrece unidades portátiles y de mesa. "Este último cabe en la palma de la mano del usuario y puede pelar cables más fácilmente que los pelacables manuales mecánicos", afirma. "Permite a los ensambladores procesar cables directamente en un tablero de mazos".

"El pelado de cables con láser utiliza un láser para cortar alrededor y a lo largo de los materiales aislantes que cubren los conductores metálicos del cable", añade Rick Stevenson, director de ventas de Control Micro Systems Inc., que desarrolló originalmente su sistema para un importante fabricante aeroespacial. . “Este proceso permite retirar el aislamiento posteriormente muy fácilmente.

"El pelado de cables con láser es el método de pelado más preciso y fiable disponible en la actualidad", afirma Stevenson. “Al utilizar el tipo de láser adecuado para un cable en particular, el aislamiento absorberá el haz y se vaporizará. Los materiales metálicos del conductor subyacente reflejarán el rayo láser como un espejo y no sufrirán daños”.

La tecnología de pelado de cables con láser fue desarrollada a mediados de la década de 1970 por ingenieros de la NASA. Hoy en día, lo utilizan principalmente fabricantes de las industrias aeroespacial y de dispositivos médicos. El proceso también se utiliza para ensamblar cables micro coaxiales que se utilizan ampliamente en dispositivos electrónicos personales, como computadoras portátiles, notebooks y tabletas.

Las aplicaciones aeroespaciales van desde satélites hasta cables de alimentación de aviones. También se ensamblan taladros dentales, audífonos, catéteres, marcapasos, transductores de ultrasonido y otros dispositivos médicos utilizando equipos pelacables con láser. Las aplicaciones automotrices incluyen cables de freno de mano, arneses de bolsas de aire y pequeños motores y actuadores.

“En algunos casos, el uso de láseres ha demostrado ser la única herramienta práctica para pelar cables”, afirma Taylor de Laser Wire Solutions. “Los láseres tienden a usarse cuando el decapado mecánico no es una opción.

"Esto puede deberse a que el cable es muy fino, como los cables finos utilizados en dispositivos médicos, y el daño del conductor durante el pelado mecánico genera problemas de calidad", explica Taylor. "Otras posibilidades incluyen aplicaciones en las que un cable tiene una sección transversal que es difícil de pelar mecánicamente, como un par trenzado con cubierta".

A pesar de todos esos beneficios, los fabricantes no utilizan ampliamente el pelado de cables con láser. "La tecnología se está volviendo más común, pero el costo [sigue siendo] el factor limitante", dice Pugh de Spectrum Technologies.

"Hemos visto un aumento constante en el mercado durante la última [década], y esto se evidencia en un aumento en el número de nuevos competidores", explica Pugh. "También hemos visto un aumento en las solicitudes de soluciones más personalizadas y de construcciones de cables altamente complejas".

Desafortunadamente, los pelacables láser no son muy asequibles. "Los precios del láser de CO2 realmente no han bajado mucho en los últimos 10 años, por lo que el precio de una máquina completa tampoco ha bajado", señala Pugh.

"Los láseres se adoptan cuando las piezas son de alto valor", añade Taylor. “Para piezas de un centavo, se necesitan volúmenes muy grandes. Por lo tanto, las aplicaciones se limitan a esas dos áreas: alto valor y bajo volumen.

"La mayoría de los ingenieros no están familiarizados con lo que se puede lograr con el decapado por láser", afirma Taylor. “Los cables todavía están diseñados y limitados a lo que puede hacer el pelado mecánico. Pero eso está cambiando. A medida que esto suceda, los láseres se volverán más comunes [en las aplicaciones de procesamiento de cables]”.