★北京廣利核系統工程有限公司李剛,唐新磊,劉佳,郝愛霞,王連春
關鍵詞:UV平板打印技術;核電DCS成套;標識;應用
核電DCS成套設備作為核電站控制系統的核心部分,其穩定性和可靠性對于核電站的安全運行至關重要。標識、標記等工藝作為設備制造的重要環節,對于確保設備的準確安裝和維護具有重要意義。傳統的標識方法如噴繪、絲網印刷等存在效率低下、精度不高等問題,已無法滿足核電DCS成套設備的高要求。因此,研究并應用新型的打印技術成為當前核電行業亟待解決的問題。
UV平板打印技術作為一種新型的打印技術,以其高精度、高效率、環保等特點受到廣泛關注。本文將詳細介紹UV平板打印技術的原理及其在核電DCS成套設備中的應用,并通過實驗驗證其效果。
1 核電DCS成套設備的特點與需求
核電DCS成套設備是核電站的重要組成部分,其特點包括高可靠性、高安全性、高智能化等。在制造過程中,需要滿足設備結構的復雜性、材料的高要求以及高精度的打印需求。同時,核電行業對于環保和可持續性發展具有嚴格要求,這也對制造過程中的打印技術提出了更高的挑戰。
2 UV平板打印技術原理及特點
UV平板打印技術,作為一種尖端的數字化印刷工藝,是基于計算機精密控制下的高科技噴墨打印技術。其工作原理是利用高密度、高精度、高速度的噴墨打印頭將特制的UV墨水以微小顆粒的形式精確噴射到平板材質的表面,形成預定的圖文或圖案。
UV墨水是一種能快速固化、色澤鮮艷且具有高度飽和度的油墨,它含有光引發劑等特殊成分,在紫外光(UV)的照射下,能迅速引發化學反應,實現瞬間固化成膜。在噴墨打印完成后,使用高強度UV燈陣列對打印表面進行照射,使得UV墨水瞬間由液態轉化為固態,從而大大提高了打印物體的耐久性和防水性,使其具備良好的物理化學性能及高度還原的真實感。
這項技術擁有如下顯著特點:
(1)高效生產:UV平板打印技術實現了打印與固化過程的緊密結合,大大縮短了生產周期。與傳統印刷方式相比,它無需繁瑣的制版和晾干步驟,大大提高了生產效率。
(2)高清晰度:由于采用噴墨打印方式,UV平板打印技術能夠實現非常高的圖像解析度,細節表現力強,色彩過渡自然,為短版印刷和個性化印刷提供了強大支持。
(3)材料適應性廣:無論是紙張、塑料、金屬、玻璃還是木材等多種材質的承印物,UV平板打印技術都能在其表面實現高質量打印,應用領域廣泛。
(4)個性化印刷:該技術可實現真正意義上的按需印刷,無論是小批量還是個性化訂單,都能快速響應,滿足各類市場需求。
(5)環保低碳:UV墨水無味無毒,符合環保要求;UV燈瞬間固化,能源消耗低,符合低碳生產理念。
3 UV平板打印技術在核電DCS成套中的應用
(1)標識與標記打印:在核電DCS成套設備的制造過程中,需要對設備進行各種標識與標記,如設備名稱、規格型號、生產日期、生產廠家等。UV平板打印技術可以實現對這些信息的快速、精準打印,提高了標識與標記的清晰度和耐久性,有助于提升核電DCS成套設備的可追溯性和管理水平。
(2)面板與按鍵打印:核電DCS成套設備的操作面板和按鍵是操作員與設備進行交互的重要界面。UV平板打印技術可以實現對操作面板和按鍵上的文字、圖案、符號等信息的清晰打印,使操作界面更加直觀、易懂,提高了操作員的工作效率和準確性。
(3)維修記錄:核電DCS成套設備的維修記錄對于設備的正常運行至關重要。通過UV平板打印技術,操作員可以將維修記錄直接打印在設備表面或維修記錄本上,方便查看和管理。
(4)裝飾與美化打印:核電DCS成套設備的外觀美觀度也是影響其整體品質的重要因素之一。UV平板打印技術可以在設備表面打印出各種美觀的圖案、紋理和色彩,提升了設備的裝飾效果和美觀度,使核電DCS成套設備在視覺上更加符合現代審美要求。
4 技術挑戰與解決方案
雖然UV平板打印技術在核電DCS成套中的應用具有諸多優勢,但仍面臨一些技術挑戰。例如,UV油墨的固化速度和附著力需要進一步優化以適應核電DCS成套設備的特殊需求;同時,對于不同材料和表面特性的兼容性也需要進一步研究和改進。
針對這些挑戰,可以采取以下解決方案:首先,通過改進UV油墨的配方和固化工藝,提高油墨的固化速度和附著力;其次,加強對不同材料和表面特性的研究,開發適用于各種材料表面的打印技術和材料;最后,加強與核電行業的合作與交流,深入了解核電DCS成套設備的實際需求,為技術改進和應用提供有力支持。
5 UV平板打印技術應用效果評估
為了驗證UV平板打印技術在核電DCS成套設備中的應用效果,我們進行了一系列實驗。實驗中我們選取不同類型的核電DCS成套設備部件作為樣本,分別使用UV平板打印技術和傳統標識方法進行標識。
評估結果:
(1)生產效率與成本:UV平板打印技術采用自動化生產方式,能夠大大提高生產效率,降低生產成本。相比之下,傳統工藝通常需要人工操作,生產周期較長,成本較高。然而,傳統工藝在獨特性和藝術性方面具有優勢,這使得一些高端定制產品仍然需要依賴傳統工藝。
(2)色彩與圖案表現:UV平板打印技術能夠呈現出豐富的色彩和精細的圖案,尤其是在處理復雜圖案時表現出色。傳統工藝在色彩和圖案表現上同樣具有獨特的魅力,尤其在一些民族工藝品中,傳統工藝能夠展現出獨特的民族風格和地方特色。然而,由于傳統工藝受限于材料和工藝技術的限制,其色彩和圖案的表現可能相對有限。
(3)環保與可持續性:UV平板打印技術使用的UV油墨固化速度快,揮發物少,對環境污染較小。同時,UV平板打印技術可適用于各種材質,實現了資源的充分利用,具有較高的可持續性。而傳統工藝在生產過程中可能會產生一定的廢棄物和污染,對環保和可持續發展造成一定的壓力。
(4)清晰度對比:UV平板打印技術打印出的標識清晰度明顯高于傳統方法,其字跡清晰、邊緣銳利。
(5)持久性對比:經過長時間的使用和測試,UV平板打印技術打印出的標識仍保持良好的清晰度,無明顯褪色或模糊現象。
6 應用
為了驗證UV平板打印技術在核電DCS成套中的應用效果,我們選取了某核電站的DCS成套設備作為應用對象,進行了應用效果測試。設計需求如圖1所示。
圖1 標牌設計要求
采用UV平板打印技術制作完成的標牌如圖2所示。
圖2 UV打印標牌
應用效果表明,UV平板打印技術制作的標識、標簽具備很好的清晰度和準確性。在實際項目應用中,158臺安全級機柜,合計316個設備標牌,相較傳統工藝成本降低了87%,效率提高了127%,其長期效益是顯著的。隨著技術的不斷發展和成熟,UV平板打印技術的成本和效率還將進一步優化,其終將在核電DCS成套設備中發揮越來越重要的作用。
7 結論與展望
通過對UV平板打印技術在核電DCS成套設備中的應用研究,我們發現該技術具有顯著的優勢和廣闊的應用前景。UV平板打印技術不僅能夠提高標識的清晰度和效率,還能夠降低環境污染和生產成本。隨著核電技術的不斷發展和應用需求的不斷提高,UV平板打印技術將在核電DCS成套設備中發揮越來越重要的作用。
未來,我們可以進一步探索UV平板打印技術在核電DCS成套設備中的更多應用場景和潛力,如三維打印、個性化定制等方面。同時,我們也需要關注該技術的發展趨勢和創新方向,不斷提高其打印精度、速度和穩定性,為核電行業的快速發展提供有力支持。
作者簡介:
李 剛(1983-),男,河北人,工程師,學士,現就職于北京廣利核系統工程有限公司,主要從事核電站系統集成技術和管理工作。
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摘自《自動化博覽》2024年11月刊