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如何“搞定”大型UV双面喷绘机打印平台的设计与制造工艺?

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发表时间:2024-04-11 10:46作者:陈艳艳  沈阳飞行船数码喷印设备有限公司

近年来,大型 UV 双面喷绘机市场显现出高速发展的势头,但是针对大幅面打印材质,如何保证其印刷精度和长期稳定性一直困扰着人们。本文介绍了一种大型 UV 双面喷绘机打印平台的设计与制造工艺,能够有效改善 UV 双面喷绘机生产过程中的打印变形问题。


随着我国经济的持续发展,符合人们个性化需求的印刷品和高档的户外广告越来越受到市场的青睐。最初,这些领域的数字印刷都是通过单面喷绘机实现的,与后期出现的双面喷绘机相比,不仅生产效率低、工艺复杂,而且印刷质量也不尽如人意。


经分析,目前市场上的 UV 双面喷绘机普遍存在的问题是,双面对位精度存在较大的误差,直接影响了打印图像的清晰度和饱和度等指标,特别是对于幅面为3 ~5m 的打印平面,保证其打印精度和长期稳定性十分困难。


决定对位精度和画面清晰度的主要部件是打印平台,要保证高质量的双面打印精度和画面清晰度就必须保证打印平面的平面度。本文介绍了一种“大型 UV双面喷绘机打印平台设计与制造工艺”,能够有效改善 UV 双面喷绘机生产过程中的打印变形问题。


平台精度影响因素分析


1.UV 灯散热导致平台精度下降

目前,大幅面双面喷绘机主要以 UV 喷绘机为主,因其使用 UV 墨水而得名。UV 喷绘机配备 UV 灯(分为汞灯和 LED 灯),可以使打印图案即打即干、立等取样。这个特性给生产和取样带来了很大程度的方便。但UV 灯的使用也带来了一些问题,最为突出的是散热问题。UV灯照射在皮革或者其他打印材质上,而这些材质又放置在平台上,UV 灯照发射出的热量经打印材质传递到打印平台上,平台长期受热会导致局部出现变形,致使平台精度下降,影响打印质量。由此可见,打印平台几何公差的控制将直接影响喷绘质量以及走布精度。


2. 大幅面平台加工精度控制困难

DLA-05-00 大型 UV双面喷绘机打印平台,主要由平台主体、风管接头、水管接头、输水管、平台变形自动调节装置、平台水平调整机构、两侧弧板以及弧板调整架等组成。对于平台而言,难度最大的是要求整体长度为3350mm 的平面度加工公差为0.05mm,精度要求很高。因其属于细长条型结构零件,在加工过程中非常容易产生变形,影响零件加工精度,最终导致零件不合格。再加上生产过程中,UV灯产生的热量容易导致平台局部发生变形,造成打印对位不稳定。


平台主体方案选择和结构设计


1. 选择平台主体方案

大幅面喷绘机平台的结构主要有两种,一种是风冷平台,一种是水冷平台。其性能特点如下:


(1)风冷平台

该平台的优点是结构简单,制造成本低。缺点是使用一定时间后,风冷装置容易漏风,使冷却效果达不到规定要求,导致平台出现变形和磨损,影响打印精度和准确度。


(2)水冷平台

该平台的优点是结构简单,采用冷却液流通于平台内部的方式进行冷却,有效避免了平台因长期受热出现的局部变形问题。缺点是成本较高,面板材质为2.0硬质氧化铝,底板材质为2.0光铝。


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UV 喷绘机打印平台示意图


为了保证打印平台的平面度,我们最终选用水冷平台作为大型 UV 双面喷绘机的打印平台。


2. 确定结构设计

水冷平台主体结构以上板面和下板面为主,上板面和下板面之间开有若干贯穿两侧的风道,上板面设有若干抽风孔;平台主 体分为 3个吸风区,风管接头安装于平台主体下侧,通过软管与气泵相接;输水管通过水管接头安装于平台主体内部;输水口位于平台主体的两端,贯通主台体的内部;通过水管连接制冷机。


平台制造与装配


1. 支撑梁采用中空矩形钢

考虑到水冷平台的强度、质量、稳定性、经济性等因素,一般其支撑梁采用中空矩形钢的结构。以 DLA-05-00 打印平台为例,矩形钢规格为120mm×80mm。在保证平台支撑梁强度的同时,还要确保平台支撑梁上平面的平面度,加工公差为0.1mm。支撑梁主体需焊接成型,经热处理、校直、粗铣、时效、半精铣、精铣,最后达到精度要求。


2. 打印平面的硬度和隔热处理

水冷平台主体上面板粗加工后,经校直、精磨得到符合图样要求公差的打印平面。通过硬质阳极氧化得到 250μm 的硬质氧化膜,提高了打印平面的硬度和隔热能力,从而得到性能稳定的打印平台;再通过平台变形自动调节装置将水冷平台与平台支撑梁连接,将水冷平台上平面的平面度微调至要求范围内。


3. 平台整体水平调整机构

在保证打印平台自身精度的基础上,通过平台水平调整机构将打印平台调整至与打印喷头平面平行。确保 UV双面喷绘机头在运行过程中,始终与打印平台上平面保持高度平行关系。


4. 平台变形自动调节装置

在生产使用过程中,大型 UV 双面喷绘机打印平台受 UV灯产生热量的影响,会发生局部变形,使平台打印平面的平面度发生变化,导致出现打印画面清晰度较差、双面对位困难、收布精度不准等一系列问题。同时,在大型 UV双面喷绘机的运输、装卸过程中,由于路况颠簸或受人为因素影响使设备发生侧滑、振动,也极有可能导致打印平台发生变形。


除了利用水冷平台来解决打印平台的受热变形外,针对上述问题,我们还设计了平台变形自动调节装置,该装置可以有效地释放打印平台在水平方向上受到的应力,并调节由于受热或受外力冲击而导致的局部变形。


结语


本文针对 UV 双面喷绘机生产过程中的打印变形问题展开研究,提出了大型 UV 双面喷绘机打印平台的设计与制造工艺。该方案具有如下特点:


1. 充分优化了水冷平台的支撑结构和加工工艺,保证了水冷平台打印面的几何精度要求,满足了图样设计要求。


2. 从设计、选型、加工、热处理、装配等各个方面严格控制平台主体变形量,从而使总体变形量控制在规定的范围之内。


3. 本方案也可以应用于其他类似设备细长零件的加工中,可以大大提高设备的工作精度,提升印刷品质。

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