【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于辐射防护，特别是涉及一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法。
技术介绍
1、随着核能工业的快速发展，辐射防护的需求日益增长。辐射防护不仅关系到工作人员的健康安全，也是保障设备正常运行和环境安全的重要措施。之前的辐射防护装备主要针对裂变堆，相较于裂变堆，聚变堆主机结构复杂，屏蔽模块形状各异，对于辐射防护模块的要求更高。传统屏蔽装置模块的制作方式主要是通过注模的方式实现，在材料与制作方式上仍存在诸多不足：
2、1. 重量和成本问题
3、金属和混凝土等材料密度大，导致制成的辐射屏蔽模块重量较大，不利于移动和安装。这些材料的成本较高与模具的制作成本也较高，增加了防护设施的经济负担。
4、2. 加工和定制难度
5、传统的辐射屏蔽模块加工复杂，难以实现复杂形状和尺寸的定制，限制了其在特殊环境下的应用。例如，在核电站的某些狭窄空间或不规则结构中，传统方法难以提供有效的防护解决方案。
6、3. 材料利用率低
7、在传统制造过程中，材料的利用率较低，导致资源浪费和生产成本增加。特别是在需要频繁更换或升级防护设施的情况下，材料浪费问题尤为突出。
8、4. 安装和维护不便
9、由于重量和结构的限制，传统辐射屏蔽模块的安装和维护工作较为复杂，需要专业人员进行操作，增加了维护成本和时间。
10、5. 环境适应性差
11、金属和混凝土材料在某些特殊环境下（如高温、潮湿等）可能会影响其屏蔽效果或稳定性，限制了其应用范
12、6. 模块形状简单
13、传统的屏蔽模块主要针对裂变装置，对于辐射屏蔽模块的形状要求较为简单。相比而言聚变装置主机结构复杂，屏蔽模块形状复杂，需要更加灵活的模块制备方式。
14、近年来，3d打印技术以其快速成型、设计灵活、材料利用率高等特点，在各个领域得到了广泛应用。特别是熔融沉积建模（fdm）技术，以其相对简单的设备和操作，以及较低的成本，成为3d打印技术中应用最广泛的一种。fdm技术能够根据设计的3d模型，逐层打印出所需的物体，为复杂形状的定制化生产提供了可能。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种使用熔融沉积建模（fdm）技术，以聚乙烯材料为基材，打印制造辐射屏蔽模块的方法。该方法解决了传统辐射屏蔽模块制造成本高、周期长、形状受限的问题，提供了一种快速、经济、可定制的解决方案。该技术方案如下所述：
2、一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法，包括如下步骤：
3、步骤1、材料选择
4、选择聚乙烯作为打印材料，其具有高氢含量，能够有效吸收中子和γ射线，同时具备良好的化学稳定性和成本效益。
5、步骤2、3d模型设计
6、利用计算机辅助设计（cad）软件，根据辐射热点的几何形状和辐射防护需求，设计辐射屏蔽模块的三维模型。设计过程中需考虑模块的结构强度、屏蔽效率和安装便利性。
7、步骤3、打印参数优化
8、根据聚乙烯材料的物理特性和辐射屏蔽模块的设计要求，确定fdm打印机的打印参数，包括但不限于打印温度、打印速度、层厚、填充模式和支撑结构。
9、步骤4、3d打印过程
10、将优化后的3d模型输入到fdm打印机中，进行切片处理，并将切片数据传输到打印机。打印机根据切片数据逐层熔融并沉积聚乙烯材料，构建辐射屏蔽模块。
11、步骤5、后处理
12、打印完成后，进行必要的后处理工作，包括去除支撑结构、平滑处理表面、检查并确保尺寸精度，以满足辐射屏蔽模块的性能要求。
13、步骤6、性能测试
14、对打印完成的辐射屏蔽模块进行辐射屏蔽性能测试，包括对中子和γ射线的屏蔽效果进行评估，确保模块满足设计要求的辐射防护标准。
15、步骤7安装与应用
16、根据实际应用场景，将打印好的辐射屏蔽模块安装到指定位置，进行实际应用。
17、步骤8、持续改进与定制服务
18、根据现场应用数据，不断优化。
19、有益效果：
20、1、本专利技术的创新点包括采用聚乙烯材料，利用其高氢含量和良好的化学稳定性，实现对中子和γ射线的有效屏蔽。
21、2、通过cad软件进行3d模型设计，实现了对辐射屏蔽模块形状和尺寸的精确控制，同时优化了模型以减少材料使用，提高结构强度。
22、3、详细设置fdm打印机的参数，包括打印温度、速度、层厚和填充密度，以适应聚乙烯材料的特性，并确保打印质量。
23、4、本专利技术的方法不仅限于聚乙烯材料，还可以根据实际需要选择其他具有良好辐射屏蔽性能的材料，如聚碳酸酯、abs等，以适应不同的应用需求。
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1.一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯复合材料具有高氢含量，以提高对中子和γ射线的吸收效率；复合材料中具有氮化硼以提高材料的力学性能。
3.根据权利要求1所述的一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法，其特征在于：所述3D模型设计考虑了模块的结构强度、屏蔽效率和安装便利性。
4.根据权利要求1所述的一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法，其特征在于：所述打印参数包括打印温度、打印速度、层厚、填充模式和支撑结构。
5.根据权利要求1所述的一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法，其特征在于：所述后处理工作包括使用工具或手工方法去除支撑结构，以及对模块表面进行打磨和平滑处理。
6.根据权利要求1所述的一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法，其特征在于：所述性能测试包括使用标准辐射源和探测器测量模块前后的辐射强度。
7.根据权利要求1所述的一
...【技术特征摘要】
1.一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯复合材料具有高氢含量，以提高对中子和γ射线的吸收效率；复合材料中具有氮化硼以提高材料的力学性能。
3.根据权利要求1所述的一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法，其特征在于：所述3d模型设计考虑了模块的结构强度、屏蔽效率和安装便利性。
4.根据权利要求1所述的一种聚变堆用复杂形状聚乙烯辐射屏蔽模块的制备方法，其特征在于：所述打印参数包括打印...
【专利技术属性】
技术研发人员：石之奇，吕一鸣，郑善良，
申请(专利权)人：合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽省能源实验室，
类型：发明
国别省市：
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