一种新型半填充内被结构的数据线缆及其制备方法与流程

本申请涉及线缆，特别涉及一种新型半填充内被结构的数据线缆及其制备方法。

背景技术：

1、随着数据中心算力密度持续提升，具有高频传输性能的数据线缆得到广泛应用。当前高速线缆主流结构采用单层挤出内被包裹两根平行绝缘单线，如图2中a所示，内被与两根绝缘单线之间形成大三角空心区域，该空心区域为空气，空气介电常数与线缆发泡基体差异大，线对两侧介质不对称，高频电磁场分布失衡，12.89ghz 以上频段差分衰减、近端串扰、差分不平衡度大幅超标，产品性能不稳定。同时，因空心区域无限位结构，空隙比较大，线缆成缆、弯折、屏蔽绕包过程中两根芯线极易偏移、扭转，差分阻抗波动可达±10ω以上。

2、现有技术中会采用填充条将空心区域进行填充，或者采用内被挤出时实心填满间隙以完全消除空心区域（如图2中b所示），采用填充条会导致内部结构不稳定、间隙填充不均匀，采用整体实心填充则导致用料多，线缆外径、重量显著增大，数据中心高密度机柜布线拥挤，且散热差，高温满载时热量易堆积在线对区域；并且实心结构会导致刚性过强，线缆弯折柔顺度差，最小弯曲半径受限，狭小机架布线易出现折痕、绝缘开裂等问题，无法满足使用需求。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供一种新型半填充内被结构的数据线缆，包括两根平行且侧边相互抵接的绝缘单线、以及挤出包覆于两根所述绝缘单线外部的内被层，两根所述绝缘单线相邻侧边的外周面与顶边所在平面之间形成有呈三角状的区域，所述内被层在对应所述区域的位置一体成型有凸起半填充结构，所述凸起半填充结构的填充高度为所述区域总高度的60%-75%，所述区域内未被所述凸起半填充结构填充的部分预留形成空腔。

2、优选的，所述绝缘单线包括导体和包覆所述导体的绝缘层，所述绝缘层材质选用pp、pe、fep、发泡pe、发泡fep中的任意一种。

3、优选的，所述内被的外侧包覆有金属屏蔽层和pet包带层。

4、优选的，所述金属屏蔽层为铝箔层或铜箔层。

5、优选的，所述内被层采用实心pe或fep。

6、优选的，一种制备方法，用于制备上述的新型半填充内被结构的数据线缆，包括以下步骤：

7、s1、工装模具预热工序：提前2小时将双路分流绝缘挤出模头、半填充专用共挤模头安装到对应挤塑机上，启动挤塑机温控系统进行梯度升温，分5个阶段逐步将料筒各区段、模头的温度升至工艺设定值，升温完成后保温1小时；将绝缘料粒和内被料粒75℃-120℃恒温干燥4-6小时；

8、s2、绝缘单线成型工序：

9、导体预处理：将铜导体依次通过导体预热器、在线除油装置，设置预热温度为70-80℃，去除导体表面残留的拉丝油、氧化层；

10、双路同步挤出成型：将干燥后的绝缘料粒投入第一台精密挤塑机中，将预处理完成的导体送入第一台精密挤塑机，通过双路分流挤出模头，同步挤出两根完全对称的绝缘单线；

11、梯度冷却：两根绝缘单线出模后，立即进入三段式梯度冷却水槽；第一段水槽水温设置为50-55℃，第二段设置为35-40℃，第三段设置为20-25℃；

12、s3、半填充结构共挤成型工序：

13、双芯线精准对位导入：将两根绝缘单线同步送入带有视觉对位引导的牵引定位架，通过工业相机实时采集两根单线的位置偏差，牵引定位架的伺服电机自动微调两根绝缘单线的间距，随后将精准对位的两根绝缘单线平稳送入第二台精密挤塑机的半填充共挤模头的定位卡槽中；

14、半填充流道精准控料挤出：将内被料粒投入第二台精密挤塑机的料筒中，内被料粒经过充分熔融塑化后，进入模头内部的分流腔，通过模头内部的独立流量调节阀，分别控制外层包覆流道和中间半填充凸起流道的出料速度，外层包覆流道保证两根单线外部的内被厚度均匀一致，中间半填充流道控制凸起结构的出料量；

15、在线轮廓实时闭环调控：半填充结构出模后，立即进入高速激光3d轮廓扫描工位，采集线缆截面轮廓数据，实时将填充高度、空腔尺寸、内被外径数据反馈给plc控制系统，系统自动微调挤塑机的螺杆转速、牵引机的线速度，形成闭环动态调控；

16、s4、应力消除与冷却定型：带有半填充结构的线缆离开3d扫描工位后，进入四段式冷却定型水槽，第一段水温设置为45-50℃，第二段35-40℃，第三段20-25℃，第四段8-10℃，通过四段式的梯度降温，消除半填充内被内部的内应力；

17、s5、金属屏蔽和包带绕包工序：将半填充结构的线缆导入金属屏蔽绕包机和pet包带绕包机，在内被层外周绕包金属屏蔽层和pet包带，最终得到半填充内被结构的数据线缆。

18、优选的，在步骤s3中，外层包覆流道的出料速度为12~18 kg/h，中间半填充凸起流道的出料速度3.5~6.5 kg/h。

19、优选的，在步骤s3中，所述半填充共挤模头的定位卡槽内部设置有耐磨陶瓷衬套，避免绝缘单线表面被划伤，同时用于限定两根绝缘单线的相对位置。

20、优选的，在步骤s4中，还包括多维度在线性能检测工序：将线缆依次通过三道检测工位：

21、第一道是2500v高压火花检测仪，全程排查内被是否存在针孔、击穿点，保证绝缘安全性能达标；

22、第二道是高频阻抗在线测试仪，实时监测12.89ghz频段下的差分阻抗数据，确保阻抗波动控制在±3ω以内，远优于常规要求的±5ω标准；

23、第三道是截面自动取样工位，每生产500米自动截取1段线缆样本，通过金相显微镜观察半填充凸起的填充比例、空腔形态。

24、由上可知，应用本申请提供的可以得到以下有益效果：通过内被层在三角区域中一体成型有凸起半填充结构，可以缩小两个绝缘单线与内被层之间的空心区域，稳定差分阻抗，降低高频衰减、串扰，满足高速448gbps传输指标，同时凸起半填充结构可防止芯线偏移、扭转，全程保证线对平行等距，提升全段线缆阻抗一致性；相比全实心的方案，未被凸起半填充结构填充的部分预留形成空腔，高温满载时热量不易堆积在线对区域，同时可以提升弯折柔顺度，适配机柜狭小布线弯曲工况。

1.一种新型半填充内被结构的数据线缆，其特征在于：包括两根平行且侧边相互抵接的绝缘单线（10）、以及挤出包覆于两根所述绝缘单线（10）外部的内被层（20），两根所述绝缘单线（10）相邻侧边的外周面与顶边所在平面之间形成有呈三角状的区域，所述内被层（20）在对应所述区域的位置一体成型有凸起半填充结构（30），所述凸起半填充结构（30）的填充高度为所述区域总高度的60%-75%，所述区域内未被所述凸起半填充结构（30）填充的部分预留形成空腔（40）。

2.根据权利要求1所述的新型半填充内被结构的数据线缆，其特征在于：所述绝缘单线（10）包括导体和包覆所述导体的绝缘层，所述绝缘层材质选用pp、pe、fep、发泡pe、发泡fep中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的新型半填充内被结构的数据线缆，其特征在于：所述内被的外侧包覆有金属屏蔽层（50）和pet包带层（60）。

4.根据权利要求3所述的新型半填充内被结构的数据线缆，其特征在于：所述金属屏蔽层（50）为铝箔层或铜箔层。

5.根据权利要求1所述的新型半填充内被结构的数据线缆，其特征在于：所述内被层（20）采用实心pe或fep。

6.一种制备方法，用于制备权利要求1-5任一项所述的新型半填充内被结构的数据线缆，其特征在于：包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：在步骤s3中，外层包覆流道的出料速度为12~18 kg/h，中间半填充凸起流道的出料速度3.5~6.5 kg/h。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：在步骤s3中，所述半填充共挤模头的定位卡槽内部设置有耐磨陶瓷衬套，避免绝缘单线表面被划伤，同时用于限定两根绝缘单线的相对位置。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：在步骤s4中，还包括多维度在线性能检测工序：将线缆依次通过三道检测工位：