大多數工程師認為扁平電纜是在計算機外圍設備之間運行的廉價接線。但是，并非所有扁平電纜都是相同的。有一種特殊類型的扁平電纜，在空間效率不是唯一考慮的用途中表現優異。

所謂的擠壓Flexx-Sil?電纜專為運動控制和自動化而設計，其靈活性，強度和擠出的Flexx-Sil?電纜是一系列導線，通過特殊的擠壓工藝封裝在Flexx-Sil?護套中。這些電纜最典型的形狀因素是扁平橫截面，導體平行排列。然而，電纜可以擠壓成其他形狀以滿足特定需求，例如緊密配合到布線通道中。

擠壓電纜技術是位于加利福尼亞州瓦倫西亞的Cicoil公司所獨有的。 Flexx-Sil?護套中包裹導體的基本技術已經使用了50多年，可用于各種應用，從噴氣式戰斗機到工業運動控制設備。最近的一項發展是通過使用專有的擠出工藝生產連續長度的Flexx-Sil?夾套電纜（圖1）。這降低了成本，提高了精度，并且可以制造長的電纜長度，這對于舊方法來說是不切實際的。這些較舊的方法涉及在Flexx-Sil?中成型導線，并將生成的電纜固化長達兩天。

圖1：獨有的Cicoil擠出工藝生產連續長度的Flexx-Sil?電纜。

扁平電纜與圓形電纜

將擠出的Flexx-Sil?扁平電纜的組成與結構進行對比也很有用典型的圓形“柔性”電纜。圓形電纜通常的特征在于束中的絕緣線，其由幾層其他材料圍繞。該束通常包裹在紡織材料或聚合物中，以便在電纜移動時使摩擦加熱最小化。 PVC護套圍繞著這些層。在屏蔽電纜中，還有一組額外的層，包括另一個低摩擦包裹，編織銅，以及PVC或其他選擇用于耐磨的材料的整體護套。關于這種結構的注意事項是它使用多層絕緣材料和特殊的低摩擦材料，以減少電纜經過多次重復運動循環時產生的摩擦（圖2）。

圖2：圓形“Flex”電纜。

為了進行比較，Extruded Flexx-Sil?電纜還可以更有效地使用絕緣材料。它不需要低摩擦的膠帶和填料，因為導體不會在形成外護套的Flexx-Sil?材料內移動。當在其薄橫截面的平面內彎曲時，擠出Flexx-Sil?本身比圓形電纜具有更大的靈活性。擠出Flexx-Sil?的扁平形狀因子也提供比圓形電纜更好的散熱性能，因為給定體積的表面積更大。較大的表面積使得扁平電纜在給定的溫升和給定橫截面的導體上承載較高的電流水平。扁平電纜中的導體也具有固定的幾何形狀，這使得電氣質量保持一致且不變。擠出的Flexx-Sil?中的導體間距不會隨著電纜的移動而改變。因此，電纜阻抗，電感，電容，時間延遲，串擾和衰減都保持不變。類似地，電纜中的導體都具有相同的物理和電氣長度。這與電介質尺寸保持不變的事實相結合，意味著電纜信號之間的信號偏移和差分時間延遲保持最小。

最后，扁平電纜可以形成固有的高密度互連系統。扁平電纜的封裝密度高于圓形電纜。在Flexx-Sil?擠出中可以看到導體的事實簡化了編碼，檢查和跟蹤電路以進行故障排除。

擠壓Flexx-Sil?與其他扁平電纜

此外，將Extruded Flexx-Sil?電纜與其他類型的扁平電纜進行比較也是一種說明。計算機外圍設備中使用的扁平電纜類型通常稱為帶狀電纜。它價格低廉且易于終止，因為它的幾何形狀是標準的。其導體以標準間距布置，因此帶狀電纜的絕緣位移連接器（IDC）是標準項目。護套材料通常是PVC，但一些特殊用途的帶狀電纜可能會使用其他材料來處理高溫或低溫或需要壓力通風布線的應用。

帶狀電纜的問題在于它不是設計用于重復彎曲。它的PVC護套相對脆弱。有專用護套材料表現出更大的靈活性，但它們往往缺乏機械韌性和抗刺激性化學品。此外，帶狀電纜僅適用于所有導體（28 AWG）的單線規，這限制了它們的使用。

還有另一種使用PTFE（也稱為Teflon?）的扁平電纜作為護套材料。這種材料以低摩擦而聞名，并且由PTFE護套制成的扁平電纜的目標應用是，盡管反復彎曲循環，但仍需要長壽命。 PTFE扁平電纜的一個問題是它們的制造過程會引起電纜的潛在弱點。聚四氟乙烯電纜是通過將兩個半殼的PTFE材料燒結在一起而制成的，這兩個半殼將導體夾在中間（圖3）。由兩個半殼形成的接縫是一個薄弱點，在反復彎曲后最終會破裂。一旦破裂，PTFE電纜就無法修復;它必須更換。

圖3：將兩個PTFE半殼燒結在一起以生產電線護套。

此外，電線PTFE護套中的護套未在護套材料內固定。它們可以從它們的初始位置蠕動，或者被來自導線末端的連接處的力拉出。為了避免這些困難，PTFE扁平電纜沿著電纜以規則的間隔使用夾具，這增加了整體設計的成本和重量。例如，在線性運動應用中，PTFE電纜的這些缺點導致電機的慣性更高，系統振動增加，沉降時間更長，所有這些都會降低系統的性能。

In與此相反，Extruded Flexx-Sil?電纜不需要夾緊系統，因為導體不會從Flexx-Sil?中蠕變出來。封裝的Flexx-Sil?還可用作減震器，減震和減少振動。這進一步延長了在嚴重搖動和振蕩的應用中電纜的壽命。當Extruded Flexx-Sil?電纜受到劃痕或穿刺時，它們會自我修復。靈活的Flexx-Sil?橡膠可以封閉小的不連續處。可以使用RTV在現場修復較大的孔或切口。

設計考慮

在以重復運動為特征的應用中指定電纜應該允許四個關鍵品質：允許的彎曲半徑，生命周期在不斷彎曲，封裝限制和環境因素下。

擠壓Flexx-Sil?電纜的彎曲半徑，與任何電纜的彎曲半徑一樣，取決于電線的規格和電纜中使用的導體類型。通常，導體的規格越細，允許的彎曲半徑越小。然而，應該注意的是，使用PTFE護套的競爭電纜的彎曲半徑是擠出的Flexx-Sil?電纜的兩倍以上，因為每根電纜包含相同的導體（圖4）。因此，擠出的Flexx-Sil?電纜可用于可能不適用于PTFE電纜的用途，因為它們適合更緊湊的空間。

圖4：擠壓Flexx-Sil?電纜與聚四氟乙烯護套電纜的彎曲半徑。

目前大多數工業自動化設備全天候運行，通常機器人元件反復執行嚴格的運動，有時是數千次天。這些應用不僅強調機器的運動部件，還強調電纜。工程師花費大量時間確定機電推進器的尺寸，但往往很少考慮布線是否尺寸合適。頻繁的結果是布線不能處理應用的嚴苛，導致昂貴的過早失效。

事實上，行業研究表明，布線和布線會導致自動化設備質量和可靠性問題的50％以上。由于這些原因，設計人員應插入安全系數以確保布線滿足彎曲周期的需求。

標準布線不會在這些應用中持續使用，因為電纜不能連續彎曲。扁平電纜最適合連續彎曲。它們的導線可以在一個平面內單獨彎曲，從而提供最佳的彎曲壽命。

對于在彎曲應用中必須持續很長時間的電纜，有兩個關鍵因素：導線和電纜護套。/p>

在連續彎曲的情況下，含有多股細針線的導體將持續時間最長。例如，標準28 AWG通常由7股36 AWG電線組成，而28 AWG高柔性電線由19股40 AWG電線（甚至更精細的電線）組成。較細規格的基線在恒定彎曲下表現出較少的冷加工。最小的冷加工使這些導線經過數千萬次彎曲循環。

鑒于包含細絞線的電纜，電纜護套（以及護套如何固定導線）是下一個決定性因素。長壽命。 PVC或其他熱塑性護套太脆而不能承受連續彎曲，因此大多數高柔性電纜使用PTFE或Flexx-Sil?橡膠作為主要電纜護套。 PTFE和Flexx-Sil?橡膠可承受數千萬次彎曲循環。然而，Flexx-Sil?橡膠是一種更好的選擇，適用于極窄的彎曲半徑，因為它本身比PTFE更靈活。

Flexx-Sil?擠出電纜的另一個好處是導線是完全包裹在Flexx-Sil?橡膠中，而不是在典型的PTFE電纜內部松動。松散的電線會相互摩擦，增加摩擦，冷加工，并縮短電線壽命。 PTFE電纜在其整個長度上通常需要額外的夾緊以最小化這種影響，這提高了系統的成本和重量/慣性。相比之下，Extruded Flexx-Sil?電纜對各個導體的封裝優化了連續彎曲應用中的電線壽命。

圖5：Cicoil獨特的扁平電纜保持不變各種導體可以成形為針對特定應用進行優化的型材。

隨著公司不斷為自動化機器和流程添加特性和功能，空間越來越成為一個因素。工業建筑面積支付的溢價迫使機器占地面積縮小。結果通常是要求在更小的空間內完成更多工作。在這種環境中，布線設計通常是事后的想法。電纜通常被“填入”剩余空間。但是，通常的結果不是最佳，而且可能導致無法預料的維護或故障排除問題。

工程師應該在設計過程的早期考慮布線;不僅要評估空間考慮因素，還要評估裝配和可訪問性標準。通常，圓形布線比扁平電纜占用更多空間，因為扁平布線的幾何形狀固有地節省了空間（圖6）。然而，在扁平電纜中，并非所有類型的電纜都具有同樣的空間效率。例如，PTFE扁平電纜僅限于預成型的形狀，因為電線插入由PTFE護套形成的“吊艙”中。

圖6：扁平電纜比圓形電纜更節省空間。

結果可能不是最佳，因為設計人員僅限于預先存在的電纜型材。

Flexx-Sil?擠出電纜的制造精度與其所含導體所需的尺寸和形狀完全相同。可以精確控制導體間距，Flexx-Sil?橡膠護套的厚度也可以精確控制，以提供應用所需的尺寸。此外，Flexx-Sil?擠出電纜可以生產任何外部輪廓（上圖5）。這使得電纜形狀可以針對特定的空間進行優化。

Flexx-Sil?布線的另一個獨特功能是能夠“形成”S曲線和其他非線性形狀（圖7） ）。這使設計人員可以將電纜彎曲在障礙物周圍，以促進極其緊湊的包裝。這種類型的“彎曲扁平電纜”已經在超音速導彈和軍用飛機中使用多年，以節省空間和重量。它也越來越多地用于工業應用中。

圖7：Flexx-Sil?擠出電纜可在橫向平面上成形，以進一步優化空間利用率。

溫度指數是當空氣混合物中的氧氣濃度為20.9％時材料將持續燃燒的溫度。典型的Flexx-Sil?橡膠底座的溫度指數約為250°C。擠出的Flexx-Sil?電纜額定工作溫度為-65oC至+ 260°C（圖8）。

圖8：Flexx- Sil?在-65?C至+260?C的工作范圍內保持室溫靈活性和其他品質。

Flexx-Sil?在-65oC至+ 260范圍內保持室溫靈活性和其他品質°C工作范圍。此外，Cicoil Flexx-Sil?橡膠的線性熱膨脹系數極低（約為0.00018英寸/英寸/°F），而PTFE的線性熱膨脹系數約為4.7倍（0.00085英寸/英寸/英寸） F）。這意味著擠出的Flexx-Sil?電纜在寬溫度范圍內將比PTFE電纜更好地保持其封裝尺寸，這在涉及極窄空間的應用中可能很重要。