本發(fā)明涉及一種電纜，具體地，涉及一種用于機(jī)動(dòng)車，并能適應(yīng)機(jī)動(dòng)車內(nèi)部輪廓進(jìn)行設(shè)置的異形電纜及其制備方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有用于機(jī)動(dòng)車的電纜，一般由導(dǎo)芯和包覆于導(dǎo)芯的絕緣層所組成。目前，機(jī)動(dòng)車所使用的電纜通常為圓形，也有一部分改進(jìn)的電纜呈扁狀。圓形電纜因橫截面為圓形，因此在同一圓周上各個(gè)點(diǎn)受力是各向同性的，導(dǎo)致在受到外力作用時(shí)，難以發(fā)生形變，使線束電纜難以折彎。

為此，中國發(fā)明專利CN 104112508 A公開了一種采用扁平狀設(shè)計(jì)的新型電動(dòng)汽車內(nèi)部用電纜。由于采用扁平結(jié)構(gòu)，在垂直于實(shí)心導(dǎo)芯寬度方向上的彎曲半徑為成品厚度的3倍，柔軟性比同截面積同截面圓形軟實(shí)心導(dǎo)芯電線更好。實(shí)心導(dǎo)芯是由多條扁平方形銅帶層疊起來，中間沒有使用其它材料粘合，確保柔軟性。但由于機(jī)動(dòng)車內(nèi)部輪廓形狀不一，僅使用相同扁平狀的電纜會(huì)導(dǎo)致布線耗材大大增加，增加了布線的成本。同時(shí)，單種扁狀電纜極易產(chǎn)生單根受力，當(dāng)汽車受到碰撞時(shí)，應(yīng)力無法顯著釋放，造成線纜的斷折，從而發(fā)生安全事故。

另外，中國發(fā)明專利CN 2388691Y將電纜芯線截面設(shè)置成空心開口方形、空心開口矩形等，在具有同樣電流負(fù)載量的情況下，使得截面積減小，重量減輕，從而可節(jié)約電纜的生產(chǎn)成本。但單一的電纜形狀結(jié)構(gòu)無法與機(jī)動(dòng)車內(nèi)部輪廓相匹配，該電纜不能將不同形狀的電纜相接，以適應(yīng)實(shí)際電纜在復(fù)雜的車身輪廓上的布線的需要。

而中國發(fā)明專利申請CN 104384219 A公開了一種鋁合金燈座芯棒擠壓成型方法，包括以下步驟：擠壓胚料的制備；鉗工；坯料的加熱；將加熱后的坯料置于復(fù)合擠壓模的凹模中，然后合模，擠壓成型；取出零件，降溫，打磨修整。但是所得產(chǎn)品僅為單一形狀，不能滿足實(shí)現(xiàn)各段不同形狀的產(chǎn)品相接的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種既能提高機(jī)動(dòng)車安全性能，又能節(jié)約機(jī)動(dòng)車生產(chǎn)成本，還能滿足人們對車體輕量化的使用需求的異形電纜及其制備方法。

為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種異形電纜，所述異形電纜的導(dǎo)芯由至少兩個(gè)橫截面形狀相異的導(dǎo)芯段首尾相接而成。

需要說明的是，本方案的異形指的是電纜中的導(dǎo)芯至少由兩個(gè)橫截面形狀相異的導(dǎo)芯段首尾相接而成。同時(shí)，由于所述異形電纜導(dǎo)芯由至少兩個(gè)橫截面形狀相異的導(dǎo)芯段首尾相接，能夠在車身受到猛烈撞擊時(shí)，避免普通電纜經(jīng)常出現(xiàn)的單根受力的情況，快速分散電纜所承受的應(yīng)力，從而更好地避免電纜受力撞斷，大大地提高了機(jī)動(dòng)車輛的安全性能。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)芯段有效導(dǎo)電橫截面積的公差范圍在±20％。

需要說明的是，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于制造誤差或者為了適應(yīng)不同車身，每個(gè)導(dǎo)芯段內(nèi)部的有效導(dǎo)電橫截面積可能存在一定公差，但發(fā)明人認(rèn)為，為保證用電安全，其公差范圍應(yīng)在±20％。此數(shù)值是相對于每個(gè)導(dǎo)芯段的有效導(dǎo)電橫截面積而言，而非限定不同導(dǎo)芯段之間。發(fā)明人從多次試驗(yàn)以及富有創(chuàng)造性的改進(jìn)過程中總結(jié)出：當(dāng)線纜的有效導(dǎo)電面積的公差設(shè)置在±1％，±2％，±3％，±4％，±5％，±6％，±7％，±8％，±9％，±10％，±11％，±12％，±13％，±14％，±15％，±16％，±17％，±18％，±19％，±20％時(shí)，超過公差的電纜部分的外部絕緣層均沒有熔化，而當(dāng)線纜的有效導(dǎo)電面積的公差設(shè)置超過±20％時(shí)，部分線纜的外部絕緣層開始熔化，從而使整個(gè)異形電纜的導(dǎo)電安全性能受到破壞。因而，發(fā)明人認(rèn)為，將導(dǎo)電線纜的有效導(dǎo)電橫截面積的公差設(shè)置在±20％，此公差范圍的設(shè)置可以有效地減少異形電纜因部分導(dǎo)電部分溫度過高而導(dǎo)致的絕緣層熔化。通過此方案，滿足異形電纜的使用用電安全。

需要說明的是，所述導(dǎo)芯段可以是實(shí)心的，或者是部分空心的，也可以是全部空心的。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)芯段還可以是柔性的。

在相鄰連接的導(dǎo)芯段中，其組合可以是實(shí)心導(dǎo)芯段與空心導(dǎo)芯段，或者是實(shí)心導(dǎo)芯段和柔性導(dǎo)芯段，或者是實(shí)心導(dǎo)芯段與實(shí)心導(dǎo)芯段，或者是空心導(dǎo)芯段與柔性導(dǎo)芯段，或者空心導(dǎo)芯段與空心導(dǎo)芯段，或者柔性導(dǎo)芯段和柔性導(dǎo)芯段。當(dāng)然，上述四種不同狀態(tài)的導(dǎo)芯段的任意組合均應(yīng)被認(rèn)為包括在本技術(shù)方案中。

優(yōu)選地，所述其中一個(gè)導(dǎo)芯段的一端與相鄰的另一個(gè)導(dǎo)芯段的一端抵接。

優(yōu)選地，所述其中一個(gè)導(dǎo)芯段的一端的上表面與相鄰的另一個(gè)導(dǎo)芯段的一端的下表面相接。

需要說明的是，上述連接方式可以使用焊接或壓接或熔接或插接的方式。

優(yōu)選地，當(dāng)所述相鄰兩個(gè)導(dǎo)芯段橫截面形狀相異時(shí)，通過一個(gè)兩端形狀分別與所述兩個(gè)導(dǎo)芯段橫截面形狀相同的導(dǎo)芯連接部件相連接。

需要說明的是，利用一個(gè)兩端形狀分別與兩個(gè)所需連接的導(dǎo)芯段橫截面相同的導(dǎo)芯連接部件，可解決兩個(gè)電纜段因橫截面形狀不同的原因無法直接相連接的問題。

更為優(yōu)選地，所述導(dǎo)芯連接部件的各橫截面面積相近。

需要說明的是，該導(dǎo)芯連接部件的各橫截面面積相近，可更好地實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電效果的一致性。作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述導(dǎo)芯連接部件的橫截面積處處相等。此時(shí)，所述導(dǎo)芯連接部件的導(dǎo)電效果一致性最佳。

優(yōu)選地，所述異形電纜根據(jù)機(jī)動(dòng)車車身輪廓相接。通過此方案，能夠適應(yīng)車身各部分輪廓的實(shí)際需要鋪設(shè)電纜，節(jié)省材料及空間，進(jìn)而節(jié)約機(jī)動(dòng)車輛的成本。

優(yōu)選地，所述異形電纜疊加回折延伸。

通過電纜疊加回折的方案，會(huì)消除由于高壓電流傳輸引起的渦流效應(yīng)，不影響車體內(nèi)其他電器的運(yùn)行，進(jìn)而能夠在高壓大電流的情況下得到較好的應(yīng)用。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)芯段是鋁芯或鋁合金芯。

需要說明的是，采用鋁導(dǎo)芯(包括鋁芯或其合金材料)代替現(xiàn)有技術(shù)慣常使用的銅導(dǎo)芯，由于鋁的密度僅為銅的三分之一，而根據(jù)電氣性能實(shí)心導(dǎo)芯電阻率的差異，在滿足相同導(dǎo)電性能的前提下，鋁與銅的線徑比只相差1.28倍，鋁材重量只有相同載流量銅材的一半，在不增加電纜裝車空間的情況下，可大大減輕線材重量，有利于實(shí)現(xiàn)車體的輕量化。而且采用比重小，材質(zhì)價(jià)格便宜的鋁導(dǎo)芯(包括鋁芯或其合金材料)代替比重大，材質(zhì)價(jià)格高的銅導(dǎo)芯，可減少材料成本和運(yùn)輸成本，節(jié)約機(jī)動(dòng)車輛的生產(chǎn)成本。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述鋁芯的鋁含量不少于95％。

優(yōu)選地，所述鋁合金芯是鋁銅合金或鋁鎂合金或鋁鋰合金或鋁錳合金或鋁鋅合金或鋁硅合金。

通過對電纜的不同電氣、機(jī)械性能以及重量要求，可以選用不同的合金來滿足機(jī)動(dòng)車的功能要求。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)芯段的橫截面呈橢圓形或多邊形或E形或F形或H形或K形或L形或T形或U形或V形或W形或X形或Y形或Z形或半弧形或弧形或波浪形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述多邊形為三角形或四邊形或五邊形或六邊形或八邊形。

需要說明的是，導(dǎo)芯段的橫截面形狀可設(shè)置成橢圓形、多邊形以及其他各類非圓形形狀，能夠更好地根據(jù)機(jī)動(dòng)車車身的輪廓進(jìn)行布線，減少布線耗材。多種截面的組合，也使車身布線和安置車身零件有更多的選擇，從而降低車輛生產(chǎn)成本。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)芯段橫截面的內(nèi)角為倒圓角。

需要說明的是，若導(dǎo)芯段被制作成多邊形時(shí)，將多邊形各個(gè)內(nèi)角設(shè)置為倒圓角，可防止導(dǎo)芯段鋒利的邊角刺破絕緣層，同時(shí)還可以防止因流經(jīng)的電流過大從而毛刺產(chǎn)生放電，造成擊穿，從而保護(hù)絕緣層，延長電纜段的使用壽命。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)芯段外部包覆有絕緣層，所述絕緣層輪廓與所述導(dǎo)芯段相貼合。

需要說明的是，所述絕緣層包覆導(dǎo)芯段的外壁，因此每一個(gè)電纜段的橫截面形狀是由導(dǎo)芯段的形狀決定的。通過這種方式，電纜可根據(jù)實(shí)際機(jī)動(dòng)車不同部位的需要，被制作成不同形狀以適應(yīng)機(jī)動(dòng)車輪廓進(jìn)行連接設(shè)置。

需要說明的是，所述絕緣層不僅可以包覆在導(dǎo)芯段的外壁，也可以包覆在各導(dǎo)芯段的相接處。

需要說明的是，絕緣層的制作材料包括但不限于PVC、硅橡膠、TPE、XPE、PP、XLPE、FEP、ETFE、TPR和TPFE的一種或多種。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)芯段與實(shí)心電纜或部分實(shí)心電纜或空心電纜或柔性電纜中一種或多種相接。

為實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種制備上述異形電纜的方法，所述制備方法包括以下步驟：

S1：將金屬原材料利用模具通過擠壓機(jī)擠壓成型，擠出的半成品導(dǎo)芯段經(jīng)過冷卻，最終得到導(dǎo)芯段；

S2：將所述導(dǎo)芯段相接；

S3：將相接好的所述導(dǎo)芯段放入絕緣層擠出機(jī)中，將絕緣層擠出在導(dǎo)芯段上，使所述導(dǎo)芯段與所述絕緣層貼合；

或者，所述制備方法包括以下步驟：

i：將金屬原材料利用模具通過擠壓機(jī)擠壓成型，擠出的半成品導(dǎo)芯段經(jīng)過冷卻，最終得到導(dǎo)芯段；

ii：將所述導(dǎo)芯段放入絕緣層擠出機(jī)中，將絕緣層擠出在導(dǎo)芯段上，使所述導(dǎo)芯段與所述絕緣層貼合；

iii：將所述帶有絕緣層的導(dǎo)芯段相接。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)芯段相接方式是焊接或壓接或熔接或插接。

需要說明的是，從整體上來說，所述異形電纜制備方法均首先通過擠壓機(jī)制得導(dǎo)芯段，在此之后，可先將各段導(dǎo)芯段相接后再制取絕緣層，也可以先將每段導(dǎo)芯段制取絕緣層后再將各段帶有絕緣層的導(dǎo)芯段相接，這兩種制備順序均是可行的。

需要說明的是，在導(dǎo)芯段相接步驟中，將所制備的帶有或不帶有絕緣層的各段電纜段按機(jī)動(dòng)車車身的實(shí)際輪廓需要鋪設(shè)及相接，減少布線耗材，節(jié)約空間，大大降低生產(chǎn)成本。在本技術(shù)方案中，需要準(zhǔn)備的工具和原料包括原材料鋁桿、擠出機(jī)和線盤。

需要說明的是，若所述金屬采用鋁，則所述模具在擠壓成型的過程中保持在360℃以上的溫度。

需要說明的是，在模具的使用過程中保持在360℃以上的溫度，保證鋁在該溫度下在擠壓過程中經(jīng)過模具時(shí)不會(huì)因接觸低溫模具而導(dǎo)致降溫并凝固，確保鋁擠壓步驟的順利進(jìn)行。加熱時(shí)間根據(jù)所述模具大小為20-60分鐘，可確保所用鋁棒充分加熱至最佳加工狀態(tài)，防止大模具加熱時(shí)間過短導(dǎo)致的模具內(nèi)部溫度不足。

需要說明的是，所述模具在擠壓成型前經(jīng)加熱爐進(jìn)行預(yù)熱，可減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，提高制備效率。

需要說明的是，在擠壓步驟之前，可將金屬原材料桿矯直和清刷，可使擠壓更為順利，提高所得產(chǎn)品質(zhì)量。具體而言，將金屬原材料桿經(jīng)過矯直輪進(jìn)行矯直，并用桿料在線清刷機(jī)對金屬原材料桿表面的雜質(zhì)和氧化層進(jìn)行清除。

需要說明的是，半成品導(dǎo)芯段一次性擠壓成型，不需要退火、加熱、酸洗、切邊等其他輔助設(shè)備，實(shí)現(xiàn)短流程無污染生產(chǎn)。

優(yōu)選地，所述擠壓方式是連續(xù)擠壓。所采用的擠壓機(jī)優(yōu)選為連續(xù)擠壓機(jī)。

需要說明的是，當(dāng)采用連續(xù)擠壓工藝時(shí)，將所述金屬原材料桿放入所述連續(xù)擠出機(jī)內(nèi)；啟動(dòng)所述連續(xù)擠出機(jī)，通過并利用連續(xù)擠出機(jī)內(nèi)的擠壓輪的旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生熱量和壓力將鋁桿熔融后從所述模具中擠出，形成與所述模具相同形狀的半成品導(dǎo)芯段。

其中，將原材料金屬原材料桿連續(xù)引拽進(jìn)入旋轉(zhuǎn)有槽所述擠壓輪中，金屬原材料桿在固定槽中受到徑向擠壓和摩擦，在擠壓和摩擦力下金屬原材料桿產(chǎn)生足夠的溫度并達(dá)到再結(jié)晶狀態(tài)，經(jīng)由腔體從模具中擠出并一次成型。在整個(gè)擠壓過程中，材料的密實(shí)度增加，晶粒均勻致密，從而使電阻率降低，提高了導(dǎo)電性能。

需要說明的是，采用連續(xù)的金屬原材料桿盤料作為原材料，可生產(chǎn)超長度導(dǎo)芯段。傳統(tǒng)加工方法一般不超過30-50米，利用連續(xù)擠壓法長度一般可達(dá)數(shù)千米直到數(shù)萬米之間，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

需要說明的是，連續(xù)擠壓過程金屬原材料桿通過變形、摩擦的熱變形過程產(chǎn)生足夠熱量，所以不需要外加退火、加熱等，降低產(chǎn)品單位能耗。

需要說明的是，連續(xù)擠壓生產(chǎn)過程中無壓余、切邊等工藝廢料，材料利用率高，半成品導(dǎo)芯段成品率能達(dá)到95％以上。

本發(fā)明還提供另一種制備上述異形電纜的方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將所述異形電纜的3D數(shù)據(jù)輸入3D打印機(jī)中，所述3D打印機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)將所述異形電纜的導(dǎo)芯打印出來；

(2)絕緣層制作；

需要說明的是，所述異形電纜還可以通過3D打印技術(shù)所制得，具體來說，將機(jī)動(dòng)車所需要的異形電纜的數(shù)據(jù)輸入3D打印機(jī)后，3D打印機(jī)根據(jù)所述異形電纜的外形、硬度等數(shù)據(jù)將機(jī)動(dòng)車需要的異形電纜打印出來。

其中，導(dǎo)芯段的制備方法是通過3D打印機(jī)的計(jì)算機(jī)，將導(dǎo)芯段的結(jié)構(gòu)分解為若干層，通過3D打印機(jī)的打印頭將導(dǎo)芯段的組成材料送至工作區(qū)域，使組成材料熔化，通過工作臺(tái)的移動(dòng)，獲得堆積的熔覆實(shí)體，即成型的導(dǎo)芯段。

其中，3D打印機(jī)技術(shù)可以采用激光束方式或者電弧束方式或者電子束方式等方式。

又或者，所述制備方法包括以下步驟：

(1)根據(jù)所述異形電纜的3D數(shù)據(jù)制作模具，將金屬原材料加熱至熔化，將金屬液澆鑄或低壓鑄造至模具中，冷卻后形成所述異形電纜的導(dǎo)芯。

(2)絕緣層制作；

其中，模具澆注的產(chǎn)品，一次成型，不需要再進(jìn)行二次加工，且形狀統(tǒng)一，一致性得到顯著提高。

優(yōu)選地，所述絕緣層制作步驟是在所述導(dǎo)芯表面將絕緣層打印或涂覆或擠出貼合在其表面。

需要說明的是，絕緣層的制備方法，在3D打印機(jī)中采用熔融擠出成型的打印方式，材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料擠出或噴出，材料迅速固化，并與周圍的材料粘結(jié)，形成所述絕緣層。

需要說明的是，絕緣層的制備方法，也可以采用涂覆的方式貼合在所述導(dǎo)芯表面。材料在涂覆機(jī)或涂覆槍中在壓力下噴涂在所述導(dǎo)芯的表面。涂覆機(jī)或涂覆槍沿著導(dǎo)體的外部輪廓移動(dòng)，材料在被噴出后，迅速固化，并與所述導(dǎo)芯相粘接，形成所述絕緣層。

需要說明的是，絕緣層的制備方法，也可以采用擠出的方式貼合在所述導(dǎo)芯表面。材料通過擠出機(jī)的螺桿作用下，加熱至熔融狀態(tài)，并在擠出機(jī)壓力的作用下，從模具中擠出并粘接在所述導(dǎo)芯段的表面上，形成所述絕緣層。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明的電纜由至少兩個(gè)橫截面形狀相異的電纜首尾相接而成。通過此方案，能夠適應(yīng)車身各部分輪廓的實(shí)際需要鋪設(shè)電纜，節(jié)省耗材，從而降低車輛布線成本。同時(shí)，能夠在車身受到猛烈撞擊時(shí)，避免普通電纜經(jīng)常出現(xiàn)的單根受力的情況，快速分散電纜所承受的應(yīng)力，從而更好地避免電纜受力撞斷，大大地提高了機(jī)動(dòng)車輛的安全性能。

2、本發(fā)明的電纜各導(dǎo)芯段有效導(dǎo)電橫截面積的公差范圍在±20％，此設(shè)計(jì)能保證異形電纜的導(dǎo)電性能，避免由于電纜導(dǎo)電性能的過大差異產(chǎn)生線纜局部過熱，從而避免產(chǎn)生因局部過熱所產(chǎn)生的安全問題。

3、本發(fā)明的電纜采用PVC、硅橡膠、TPE、XPE、PP、XLPE、FEP、ETFE、TPR和TPFE的一種或多種制作絕緣層，其包覆于導(dǎo)芯的外壁，使得電纜段的橫截面形狀與導(dǎo)芯段相一致。通過此項(xiàng)技術(shù)，能夠滿足所述異形電纜在不同溫度，不同濕度，不同化學(xué)環(huán)境下的使用要求。

4、本發(fā)明的電纜利用一個(gè)兩端形狀分別與兩個(gè)所需連接的導(dǎo)芯段橫截面相同的導(dǎo)芯連接部件，可解決兩個(gè)電纜段因橫截面形狀不同的原因無法直接相連接的問題，并且可以提升連接效率，降低連接成本。

5、本發(fā)明的電纜中通過電纜疊加回折，會(huì)消除由于高壓電流傳輸引起的渦流效應(yīng)，從而滿足整車電磁兼容性的需求，不影響車體內(nèi)其他電器的運(yùn)行，進(jìn)而能夠在高壓大電流情況，如新能源汽車等情況下得到較好的應(yīng)用。

6、本發(fā)明的電纜采用鋁導(dǎo)芯(包括鋁芯或其合金材料)替代現(xiàn)有的銅芯，一方面由于鋁導(dǎo)芯質(zhì)量較輕，可實(shí)現(xiàn)車體的輕量化；另一方面，還由于鋁導(dǎo)芯價(jià)格較低，能夠大大降低電纜的生產(chǎn)成本和運(yùn)輸成本，從而減少機(jī)動(dòng)車的生產(chǎn)成本。

7、本發(fā)明的電纜，當(dāng)其導(dǎo)芯段形狀為橢圓形或多邊形或E形或F形或H形或K形或L形或T形或U形或V形或W形或X形或Y形或Z形或半弧形或弧形或波浪形結(jié)構(gòu)時(shí)，能夠更好匹配車身輪廓，簡化布線工藝。同時(shí)，多邊形導(dǎo)芯段的各個(gè)內(nèi)角用倒圓角的方式進(jìn)行處理，可以避免鋒利邊線刺破柔性絕緣層，以及防止毛刺造成擊穿絕緣層，有效地保護(hù)了電纜段，延長其使用壽命，多邊形電纜的應(yīng)用也能夠提升。

8、本發(fā)明所提供的制備電纜的方法，能夠根據(jù)機(jī)動(dòng)車車身的輪廓分段制備不同形狀的導(dǎo)芯段，然后相接所得整段所需導(dǎo)芯，再在所得導(dǎo)芯外部包覆柔性絕緣層制得電纜，可減少布線耗材，節(jié)約空間，大大降低線纜生產(chǎn)成本。

9、本發(fā)明所提供的制備電纜的方法，在擠壓成型過程中采用連續(xù)擠壓的工藝，確保了在高溫下擠出的產(chǎn)品有最佳的成型精度和良好的截面形狀，整個(gè)擠壓過程中材料的密實(shí)度增加，晶粒均勻致密，從而使電阻率降低，提高了導(dǎo)電性能，同時(shí)還能降低產(chǎn)品單位能耗。

10、本發(fā)明所提供的制備電纜的方法，采用3D打印的方法制作導(dǎo)芯段及涂覆絕緣層時(shí)，加工范圍廣，原材料利用率高，不需要投入較多的模具和設(shè)備。當(dāng)產(chǎn)品試制或小批量生產(chǎn)多品種的異形電纜時(shí)，能夠快捷迅速的制成相應(yīng)的產(chǎn)品，從而節(jié)約成本，提升效率，滿足汽車領(lǐng)域日益多樣化的需求。

11、本發(fā)明所提供的制備電纜的方法，采用澆注的方法獲得導(dǎo)芯段，一次成型，不需要再進(jìn)行二次加工，且形狀統(tǒng)一，產(chǎn)品的一致性得到了顯著的提高。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1為本發(fā)明異形電纜的第一種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖的仰視圖；

圖3為本發(fā)明異形電纜的第二種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明異形電纜的第三種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明異形電纜的第四種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明異形電纜的第六種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明異形電纜的第七種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明異形電纜其中一種優(yōu)選的制備方法步驟的工藝流程圖；

圖中，1、電纜；11、第一導(dǎo)芯段；12、第二導(dǎo)芯段；13、第三導(dǎo)芯段；2、連接部件。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如下：

一種異形電纜，所述異形電纜的導(dǎo)芯由至少兩個(gè)橫截面形狀相異的導(dǎo)芯段首尾相接而成。

實(shí)施例一

如圖1和2所示是本技術(shù)方案的第一種具體實(shí)施方式，本實(shí)施例的電纜1的導(dǎo)芯是由三段形狀不同的導(dǎo)芯段(分別為第一導(dǎo)芯段11、第二導(dǎo)芯段12和第三導(dǎo)芯段13)首尾相接而成的。

在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)芯段的橫截面呈W形、第二導(dǎo)芯段的橫截面呈波浪形，第三導(dǎo)芯段的橫截面呈弧形。所述第一導(dǎo)芯段的后端的上表面與所述第二導(dǎo)芯段的前端的下表面相接，所述第二導(dǎo)芯段的后端與所述第三導(dǎo)芯段的前端相抵接。在各導(dǎo)芯段外部包覆有PVC材質(zhì)的絕緣層。

在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)芯段的橫截面形狀分別呈W形、波浪形和弧形。在其他的實(shí)施方式中，所述導(dǎo)芯段的橫截面形狀還可以呈橢圓形或多邊形或E形或F形或H形或K形或L形或T形或U形或V形或X形或Y形或Z形或半弧形等。具體橫截面形狀根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)置。

在本實(shí)施例中，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于制造誤差或者為了適應(yīng)不同車身，每個(gè)導(dǎo)芯段內(nèi)部的有效導(dǎo)電橫截面積可能存在一定公差，但發(fā)明人認(rèn)為，為保證用電安全，其公差范圍應(yīng)在±20％。能保證異形電纜的導(dǎo)電性能，避免由于電纜導(dǎo)電性能的過大差異產(chǎn)生線纜局部過熱，從而避免產(chǎn)生因局部過熱所產(chǎn)生的安全問題。在通常的汽車及其部件中，所述電纜的導(dǎo)芯段有效橫截面積一般在0.1mm²～180mm²之間，以適應(yīng)不同應(yīng)用場景需要。具體而言，例如，在本方案導(dǎo)芯段應(yīng)用在汽車的門線纜中的實(shí)施方式中，當(dāng)其橫截面積取0.12mm²時(shí)，由于所述導(dǎo)芯段有效導(dǎo)電橫截面積的公差范圍在±20％，因此所述導(dǎo)芯段有效導(dǎo)電橫截面積取值可在0.096mm²～0.144mm²之間；又例如，在本方案導(dǎo)芯段應(yīng)用在起動(dòng)機(jī)電纜的實(shí)施方式中，當(dāng)其橫截面積取49mm²時(shí)，由于所述導(dǎo)芯段有效導(dǎo)電橫截面積的公差范圍在±20％，本方案導(dǎo)芯段的有效導(dǎo)電橫截面積可在39.2mm²～58.8mm²之間；又例如，在本方案導(dǎo)芯段應(yīng)用在汽車的電源線的實(shí)施方式中，當(dāng)其橫截面積取59mm²時(shí)，由于所述導(dǎo)芯段有效導(dǎo)電橫截面積的公差范圍在±20％，因此所述導(dǎo)芯段有效導(dǎo)電橫截面積取值可在47.2mm²～70.8mm²之間；又例如，在本方案導(dǎo)芯段應(yīng)用在新能源汽車電源電纜的實(shí)施方案中，當(dāng)其橫截面積取180mm²時(shí)，由于所述導(dǎo)芯段有效導(dǎo)電橫截面積的公差范圍在±20％，因此所述導(dǎo)芯段有效導(dǎo)電橫截面積取值可在144mm²～216mm²之間。

在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)芯段、第二導(dǎo)芯段和第三導(dǎo)芯段均是實(shí)心導(dǎo)芯段結(jié)構(gòu)。在其他的實(shí)施方式中，導(dǎo)芯段可以是根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置成部分空心、全部空心的。這樣能更好地配合機(jī)動(dòng)車的實(shí)際輪廓需要進(jìn)行鋪設(shè)。另外，所述導(dǎo)芯段可以是柔性的。這樣可降低機(jī)動(dòng)車因撞擊而容易造成的電纜損壞，提高機(jī)動(dòng)車的安全性能。

在本實(shí)施例中，電纜根據(jù)機(jī)動(dòng)車車底呈變換曲形(該段車底表面從左到右依次呈W形、波浪形和弧形)的特點(diǎn)進(jìn)行鋪設(shè)，以實(shí)現(xiàn)電纜對于該段車身的貼合布線，進(jìn)一步貼合車身，減少布線的耗材，有利于減少裝配空間。

在本實(shí)施例中，電纜的絕緣層材質(zhì)是PVC。一方面保證其絕緣性能，另一方面還具有防水性能以及一定的彈性、耐磨性和硬度，保證電纜在加工成型過程中，柔性絕緣層不會(huì)受到損害。在其他實(shí)施方式中，所述電纜的絕緣層的材質(zhì)還可以是硅橡膠、TPE、XPE、PP、XLPE、FEP、ETFE、TPR和TPFE的一種或多種。

在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)芯段橫截面的內(nèi)角為倒圓角。由于電纜段采用了多邊形結(jié)構(gòu)非圓形結(jié)構(gòu)，為保護(hù)柔性絕緣層，將三段導(dǎo)芯段的各個(gè)內(nèi)角作圓角處理，即電纜的導(dǎo)芯的各個(gè)內(nèi)角為倒圓角，一方面可以避免鋒利邊線刺破柔性絕緣層，另一方面還可以防止因流經(jīng)的電流過大從而毛刺產(chǎn)生放電，造成擊穿，有效地保護(hù)了電纜，延長了電纜的使用壽命。

在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)芯段是鋁芯。所述導(dǎo)芯的制作材料為鋁，能減輕線材重量，有利于實(shí)現(xiàn)車體的輕量化。在其他實(shí)施方式中，導(dǎo)芯段還可以是鋁合金芯，所述鋁合金芯可以是鋁銅合金或鋁鎂合金或鋁鋰合金或鋁錳合金或鋁鋅合金或鋁硅合金等。

實(shí)施例二

如圖3所示是本技術(shù)方案的第二種具體實(shí)施方式。本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，本實(shí)施例中的電纜1的所述三段形狀不同的多邊形導(dǎo)芯段，具體而言是：第一導(dǎo)芯段11的橫截面呈三角形，第二導(dǎo)芯段12的橫截面呈四邊形，第三導(dǎo)芯段13的橫截面呈五邊形。第一導(dǎo)芯段的后端的下端與第二導(dǎo)芯段的前端的上端相抵接，第一導(dǎo)芯段的前端的下端與第三導(dǎo)芯段的后端的上端相抵接。而其他實(shí)施情況與實(shí)施例一相同，本實(shí)施例不再累述。

在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)芯段橫截面形狀根據(jù)車身的實(shí)際需要所設(shè)置呈三角形、四邊形和五邊形等不同多邊形形狀。在其他的實(shí)施方式中，所述導(dǎo)芯段橫截面也可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置成其他多邊形形狀，例如六邊形、八邊形等。

實(shí)施例三

如圖4所示是本技術(shù)方案的第三種具體實(shí)施方式。本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述電纜1的導(dǎo)芯并不是由三段形狀不同的導(dǎo)芯段通過抵接而成的。三段導(dǎo)芯段之間是通過導(dǎo)芯連接部件2而連接的，即當(dāng)所述相鄰兩個(gè)導(dǎo)芯段橫截面形狀相異時(shí)，通過一個(gè)兩端形狀分別與所述兩個(gè)導(dǎo)芯段橫截面形狀相同的導(dǎo)芯連接部件相連接。具體來說，所述第一導(dǎo)芯段11的后端與所述第二導(dǎo)芯段12的前端通過所述導(dǎo)芯連接部件相連接，所述第二導(dǎo)芯段的后端與所述第三導(dǎo)芯段13的前端通過所述導(dǎo)芯連接部件相連接。

為保證導(dǎo)電效果的一致性，在本實(shí)施例中，該導(dǎo)芯連接部件的各橫截面面積近似。作為更進(jìn)一步地優(yōu)選，所述連接部件的橫截面積處處相等，此時(shí)所述導(dǎo)芯連接部件的導(dǎo)電效果一致性最佳。而其他實(shí)施方式與實(shí)施例一相同，本實(shí)施例不再累述。

實(shí)施例四

如圖5所示是本技術(shù)方案的第四種具體實(shí)施方式。本實(shí)施例中所述電纜1的導(dǎo)芯并不是由兩段或三段相同形態(tài)或材質(zhì)的導(dǎo)芯段相連接，而是由三段不同形態(tài)或材質(zhì)的導(dǎo)芯段相連。具體而言，第一導(dǎo)芯段11是柔性橢圓形絞合導(dǎo)芯段，第二導(dǎo)芯段12是截面積為八邊形的實(shí)心導(dǎo)芯段，第三導(dǎo)芯段13是截面積為四邊形的柔性絞合導(dǎo)芯段。所述第一導(dǎo)芯段的后端的下端與所述第二導(dǎo)芯段的前端的上端通過焊接方式相連接，所述第二導(dǎo)芯段的后端的上端與第三導(dǎo)芯段的前端的下端通過焊接方式相連接。作為其中一種優(yōu)選實(shí)施方式，焊接方式為超聲波焊接。柔性絞合導(dǎo)芯段與所述截面積為八邊形的實(shí)心導(dǎo)芯段之間的連接，上下端面可顛倒。

作為其中一種實(shí)施方式，所述截面積為八邊形的實(shí)心導(dǎo)芯段形態(tài)可以通過擠出后彎折得到。在其他的實(shí)施方式中，所述實(shí)心導(dǎo)芯段形態(tài)結(jié)構(gòu)通過熔融的鋁液在模具中澆鑄而獲得的；又或者，所述實(shí)心導(dǎo)芯段形態(tài)結(jié)構(gòu)通過3D打印機(jī)直接打印獲得。

而其他實(shí)施方式與實(shí)施例一相同，本實(shí)施例不再累述。

實(shí)施例五

實(shí)施例五是本技術(shù)方案的第五種具體實(shí)施方式，本實(shí)施例是在上述實(shí)施例四基礎(chǔ)上的一種改進(jìn)，即是由一段成型的異形電纜，在其任意部位與柔性絞合線纜相接。

在本實(shí)施例中，所述異形電纜是實(shí)心的。當(dāng)然，如上述實(shí)施例所述，所述異形電纜還可以是空心或其他形態(tài)。

在本實(shí)施例中，所述異形電纜是彎折成型的。當(dāng)然，如上述實(shí)施例所述，所述異形電纜的形狀可根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)置。

具體異形電纜的實(shí)施方式與前述實(shí)施例相同，本實(shí)施例不再累述。

實(shí)施例六

如圖6所示是本技術(shù)方案的第六種具體實(shí)施方式，本實(shí)施例與上述實(shí)施例的區(qū)別在于：在本實(shí)施例電纜1的第二導(dǎo)芯段12上，分別與橫截面為三角形的實(shí)心電纜，橫截面為四邊形的實(shí)心電纜，橫截面為五邊形的部分實(shí)心電纜，橫截面為六邊形的柔性電纜，橫截面為八邊形的柔性線纜相連接。在其他的實(shí)施方式中，與第二導(dǎo)芯段相連接的電纜還可以是實(shí)心的，或是部分實(shí)心的，又或是空心的，還可以是柔性的，其橫截面形狀可以為橢圓形或E形或F形或H形或K形或L形或T形或U形或V形或W形或X形或Y形或Z形或半弧形或弧形或波浪形結(jié)構(gòu)的電纜中的一種或任意幾種電纜的組合。

在本實(shí)施例中，所述不同形狀的實(shí)心電纜、柔性線纜與第二導(dǎo)芯段相連接，在其他的實(shí)施方式中，其還可以與第一導(dǎo)芯段11或其他導(dǎo)芯段相連接。

在本實(shí)施例中，所述第二導(dǎo)芯段是實(shí)心結(jié)構(gòu)，其形態(tài)通過折彎疊加得到，當(dāng)線束分支結(jié)構(gòu)較多時(shí)，可顯著節(jié)省布線空間與線纜材料。

而其他實(shí)施方式與上述實(shí)施例相同，本實(shí)施例不再累述。

實(shí)施例七

如圖7所示是本技術(shù)方案的第七種具體實(shí)施方式，本實(shí)施例與上述實(shí)施例的區(qū)別在于：本實(shí)施例電纜1的第一導(dǎo)芯段11的形態(tài)沿車身輪廓鋪設(shè)，而電纜的第二導(dǎo)芯段12形態(tài)沿車身輪廓疊加回折延伸。

在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)芯段形態(tài)通過折彎疊壓得到，其有益效果是當(dāng)導(dǎo)芯段傳輸高壓電流時(shí)，相互疊加的方式會(huì)消除由于高壓電流傳輸引起的渦流效應(yīng)，不影響車體內(nèi)其他電器的運(yùn)行。而其他實(shí)施方式上述實(shí)施例相同，本實(shí)施例不再累述。

異形電纜制備方法一

如圖8所示是本發(fā)明公開的上述異形電纜的第一種制備方法，本制備方法以制備上述實(shí)施例二的電纜為例，即需制備一條導(dǎo)芯由一個(gè)橫截面呈三角形的導(dǎo)芯段、一個(gè)橫截面呈四邊形的導(dǎo)芯段，以及一個(gè)橫截面呈五邊形的導(dǎo)芯段相接而成的電纜。所用金屬材料為鋁。本制備異形電纜導(dǎo)芯段的方法步驟包括：導(dǎo)芯段制作、導(dǎo)芯段相接以及絕緣層制作。

S1：導(dǎo)芯段制作：

將鋁棒利用模具通過擠壓機(jī)擠壓成型，擠出的半成品鋁導(dǎo)芯段經(jīng)過冷卻，最終得到鋁導(dǎo)芯段，具體制作步驟包括：

第一步，需要準(zhǔn)備制備鋁導(dǎo)芯所需材料和設(shè)備，包括原材料鋁桿、模具、連續(xù)擠出機(jī)和線盤。其中，需要準(zhǔn)備的模具包括：一個(gè)三角形電纜模具、一個(gè)四邊形電纜模具和一個(gè)五邊形電纜模具，在使用模具之前，先對模具進(jìn)行裝配檢查，確認(rèn)模具的光潔度和對中度符合制備的要求，否則需要對模具進(jìn)行拋光、修整處理。

第二步，將三角形電纜模具安裝在腔體中，并安裝固定到連續(xù)擠壓機(jī)中；

第三步，對鋁桿進(jìn)行矯正和對其表面進(jìn)行清潔；

第四步，在上述步驟完成后，進(jìn)行擠壓成型步驟。將成盤的鋁桿經(jīng)過放線架、矯直器和清刷機(jī)，放入到連續(xù)擠壓機(jī)的擠壓輪凹槽中，啟動(dòng)連續(xù)擠壓機(jī)，利用所述擠出機(jī)的摩擦和壓力，將加熱熔融的鋁桿從三角形電纜模具中擠出，形成一條與三角形電纜模具相同形狀的半成品鋁導(dǎo)芯段。

之后，按上述步驟分別將四邊形電纜模具、五邊形電纜模具安裝在連續(xù)擠壓機(jī)的腔體中，并啟動(dòng)連續(xù)擠壓機(jī)，使鋁桿加熱熔融后通過模具擠出，形成呈四邊形和五邊形形狀的半成品鋁導(dǎo)芯段各一條。

為減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，提高制備效率，作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述模具在擠壓成型前經(jīng)加熱爐進(jìn)行預(yù)熱。

為保證鋁在該溫度下在擠壓過程中經(jīng)過模具時(shí)不會(huì)因接觸低溫模具而導(dǎo)致降溫并凝固，確保鋁擠壓步驟的順利進(jìn)行，作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述模具在擠壓成型的過程中保持在360℃以上的溫度。

第四步，將上述步驟所得的三條半成品鋁導(dǎo)芯段分別放在冷卻系統(tǒng)上進(jìn)行冷卻，并開啟吹干裝置將表面吹干。

S2：導(dǎo)芯段相接：

將上述步驟所得鋁導(dǎo)芯段相接，具體步驟如下：

將上述步驟中所得的三條鋁導(dǎo)芯段按機(jī)動(dòng)車車身輪廓相接。其中，三角形電纜段的后端的下端與四邊形電纜段的前端的上端相抵接，四邊形電纜段的后端的下端與五邊形電纜段的前端的上端相抵接。

相接時(shí)，具體采用的是焊接的方式。在其他的實(shí)施方式中，鋁導(dǎo)芯段之間通過壓接或熔接或插接等方式均是可行的。

S3：絕緣層制作：

將上述所得半成品鋁導(dǎo)芯段，經(jīng)過放線器，矯直器，進(jìn)入到絕緣層擠出機(jī)中，將絕緣層擠出在半成品鋁導(dǎo)芯段上，形成完成品的異形電纜。所述絕緣層材料可根據(jù)實(shí)際情況選擇PVC或硅橡膠、TPE、XPE、PP、XLPE、FEP、ETFE、TPR和TPFE的一種或多種材料進(jìn)行制備。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述導(dǎo)芯段可根據(jù)所制電纜的實(shí)際參數(shù)輸入至3D打印機(jī)中通過3D打印所得。

作為其中一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述導(dǎo)芯段可以利用3D數(shù)據(jù)制作相應(yīng)模具，將鋁加熱至熔化，將鋁液澆注至模具中，冷卻后，使其形成所述異形電纜的形狀。

異形電纜制備方法二

本發(fā)明公開了上述異形電纜的第二種制備方法，本制備方法與上述第一種制備方法的區(qū)別在于：在完成步驟S1，即將鋁棒利用模具通過擠壓機(jī)擠壓成型，擠出的半成品鋁導(dǎo)芯段經(jīng)過冷卻，得到鋁導(dǎo)芯段后，首先對每一段鋁導(dǎo)芯段制作絕緣層，再將帶有絕緣層的鋁導(dǎo)芯段去皮相接，形成成品異形電纜。制作絕緣層及相接的制作過程與上述第一種制備方法相似，在此不再累述。

異形電纜制備方法三

本發(fā)明還公開了上述異形電纜的第三種制備方法，，在本制備方法中，同樣以制備實(shí)施例二所需異形電纜為例進(jìn)行闡述，包括以下步驟：

(1)將所述異形電纜，即創(chuàng)建一段橫截面形狀包括三角形、四邊形和五邊形的電纜的先行3D模型數(shù)據(jù)，將3D模型數(shù)據(jù)輸入到3D打印機(jī)中，通過3D打印機(jī)將異形電纜的導(dǎo)芯打出；

或者，采用導(dǎo)芯段3D數(shù)據(jù)制作模具，將原材料鋁或鋁合金加熱至熔化，將鋁液澆鑄或低壓鑄造至模具中，冷卻后形成所述異形電纜的導(dǎo)芯段。

(2)絕緣層制作，所述絕緣層制作步驟是在所述導(dǎo)芯表面將絕緣層打印或涂覆或擠出貼合在其表面。

(3)將所述帶有絕緣層的導(dǎo)芯段連接端的絕緣皮去掉后，通過焊接，壓接，熔接，或插接連在一起，形成成品異形電纜。

或者，也可以將每一段導(dǎo)芯段通過3D打印技術(shù)打印出來，或通過模具澆鑄出來，再將所述的導(dǎo)芯段，通過焊接，壓接，熔接，或插接連在一起，最后，在連接好的所述導(dǎo)芯段的表面，將絕緣層打印或涂覆或擠出貼合在其表面，形成成品異形電纜。