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醫(yī)械創(chuàng)新資訊
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3D打印增材制造現(xiàn)行國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)盤點

日期:2021-04-21
瀏覽量:2632

近幾年已經(jīng)有非常多的增材制造標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)發(fā)布,從設(shè)計指南到材料、工藝、設(shè)備、測試以及從業(yè)人員資格認(rèn)證等覆蓋范圍非常廣泛。實際上諸多的標(biāo)準(zhǔn)在目前情況下仍處于探索階段,隨著人們對這項技術(shù)的認(rèn)知逐步加深,相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷完善。

?

本期,我們列舉標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的兩大權(quán)威組織——ASTM International以及國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)已發(fā)布的增材制造標(biāo)準(zhǔn),并介紹SAE和國內(nèi)目前正在制定和已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)。

?

ASTM:致力于完善增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系

?

ASTM于2009年成立了ASTM F42,是最早成立的增材制造技術(shù)委員會的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會組織。其主要目標(biāo)是制定增材制造材料、產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務(wù)等領(lǐng)域的特性和性能標(biāo)準(zhǔn)、試驗方法和程序標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)增材制造技術(shù)推廣與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2012年,ASTM F42發(fā)布了F2792-12a增材制造術(shù)語標(biāo)準(zhǔn),并于2015年與ISO合作對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂,發(fā)布了第一份ISO/ASTM聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn),對增材制造技術(shù)推廣及產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的術(shù)語與定義進(jìn)行了規(guī)范。截至目前,其制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如下:

?

應(yīng)用

指定

標(biāo)題

ISO / ?ASTM52942-20

增材制造—任職資格—航空航天粉末床激光熔融設(shè)備操作員

?

設(shè)計

指定

標(biāo)題

F3413-19

增材制造指南—設(shè)計—定向能量沉積

ISO / ASTM52910-18

增材制造—設(shè)計—要求,指南和建議

ISO / ASTM52911-1-19

增材制造—設(shè)計—第1部分:金屬粉末床激光熔融

ISO / ASTM52911-2-19

增材制造—設(shè)計—第2部分:聚合物粉末床激光熔融

ISO / ASTM52915-20

增材制造文件格式規(guī)范(AMF)1.2版


材料與工藝

指定

標(biāo)題

F2924-14

用于粉末床熔融增材制造的Ti6Al4V標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

F3001-14

用于粉末床熔融增材制造的Ti6Al4V??ELI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

F3049-14

用于增材制造過程的金屬粉末特性表征的標(biāo)準(zhǔn)指南

F3055-14a

用于粉末床熔融增材制造的鎳基合金(UNS N07718)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

F3056-14E1

用于粉末床熔融增材制造的鎳基合金(UNS N06625)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

F3091/F3091M-14

塑料材料粉末床熔融標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

F3184-16

用于粉末床熔融增材制造的不銹鋼合金(UNS S31603)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

F3187-16

金屬定向能量沉積標(biāo)準(zhǔn)指南

F3213-17

增材制造標(biāo)準(zhǔn)–成品性能–通過粉末床熔融工藝制備Co28Cr6Mo的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

F3301-18A

增材制造標(biāo)準(zhǔn)–后處理方法–通過粉末床熔融工藝制造的金屬零件的熱處理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

F3302-18

增材制造標(biāo)準(zhǔn)–成品性能–通過粉末床容易制備鈦合金的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

F3318-18

增材制造標(biāo)準(zhǔn)–成品性能–通過粉末床激光熔融工藝制備AlSi10Mg的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

F3434-20

增材制造指南–用于生產(chǎn)制造的粉末床激光熔融設(shè)備的安裝/操作和性能鑒定(IQ / OQ / PQ)

ISO / ASTM52901-16

增材制造標(biāo)準(zhǔn)指南–一般原則–采購AM零件的要求

ISO / ASTM52904-19

增材制造–工藝特性和性能:滿足關(guān)鍵應(yīng)用的金屬粉末床熔融工藝規(guī)程

ISO / ASTM52903-20

增材制造—基于材料擠出的塑料材料增材制造—第1部分:原料

?

術(shù)語

指定

標(biāo)題

ISO / ASTM52900-15

增材制造的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語-一般原則-術(shù)語

?

測試方法

指定

標(biāo)題

F2971-13

增材制造所準(zhǔn)備的測試樣品報告數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

F3122-14

通過增材制造工藝制造的金屬材料的機械性能評估標(biāo)準(zhǔn)指南

ISO / ASTM52902-19

增材制造—測試工件—增材制造系統(tǒng)的打印能力評估

ISO / ASTM52921-13(2019)

增材制造—標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語—坐標(biāo)系和測試方法

ISO / ASTM52907-19

增材制造—原料—金屬粉末特性的表征方法

?

ISO:提升增材制造標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、合理性及高效性

?

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)于2011年創(chuàng)建ISO/TC 261增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會,它的工作范圍是:在增材制造(AM)領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作,涉及相關(guān)工藝、術(shù)語和定義、過程鏈(硬件和軟件)、試驗程序、質(zhì)量參數(shù)、供應(yīng)協(xié)議和所有的基礎(chǔ)共性技術(shù)。ISO/TC 261創(chuàng)建當(dāng)年就與ASTM F42簽署合作協(xié)議,共同開展增材制造技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作。2013年,ISO/TC 261與ASTM F42共同發(fā)布了一份“增材制造標(biāo)準(zhǔn)制定聯(lián)合計劃”,該計劃包含了AM標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)/層次結(jié)構(gòu),以實現(xiàn)由任何一方所發(fā)起的項目都能實現(xiàn)一致性。增材制造標(biāo)準(zhǔn)F42定期審查和更新。2016年,又對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修訂。

?

指定

標(biāo)題

ISO/TC 261/JG ?52

ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:標(biāo)準(zhǔn)測試工件

ISO/TC 261/JG ?54

ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:設(shè)計基礎(chǔ)

ISO/TC 261/JG ?55

ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:材料擠出增材制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

ISO/TC 261/JG ?56

ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:金屬粉末床熔融工藝標(biāo)準(zhǔn)做法,以滿足剛性質(zhì)量要求

ISO/TC 261/JG ?57

ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:特定流程的設(shè)計準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)

ISO/TC 261/JG ?58?

ISO/TC ?261-ASTM F 42 聯(lián)合組:粉末床熔融金屬部件的認(rèn)證、質(zhì)量保證和后處理

ISO/TC 261/JG ?59?

ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:AM零件的無損檢測技術(shù)

ISO/TC 261/JG ?60?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:增材制造+無損檢測和評估

ISO/TC 261/JG ?61?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:AM零件機械性能各向異性效應(yīng)指南

ISO/TC 261/JG ?62?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:用于進(jìn)行增材制造循環(huán)研究的指南

ISO/TC 261/JG ?63?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:AM用粉末特性測試方法

ISO/TC 261/JG ?64?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:增材制造文件格式(AMF)

ISO/TC 261/JG ?66?

ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:金屬粉末技術(shù)規(guī)范

ISO/TC 261/JG ?67?

ISO/TC ?261-ASTM F 42 聯(lián)合組:功能梯度增材制造零件設(shè)計技術(shù)報告

ISO/TC 261/JG ?68?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:3D 打印機環(huán)境與職業(yè)健康安全管理體系

ISO/TC 261/JG ?69?

ISO/TC ?261-ASTM F 42 聯(lián)合組:金屬材料環(huán)境與職業(yè)健康安全管理體系

ISO/TC 261/JG ?70?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:優(yōu)化的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)

ISO/TC 261/JG ?71?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:粉末質(zhì)量保證

ISO/TC 261/JG ?72?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:機器-生產(chǎn)工藝認(rèn)證

ISO/TC 261/JG ?73?

ISO/TC ?261-ASTM F 42 聯(lián)合組:數(shù)字產(chǎn)品定義和數(shù)據(jù)管理

ISO/TC 261/JG ?74?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:人員資格鑒定

ISO/TC 261/JG ?75?

ISO/TC ?261-ASTM F 42 聯(lián)合組:增材制造中心工業(yè)合格評定

ISO/TC 261/JG ?76?

聯(lián)合 ISO/TC 261-ASTM F 42 ?組:ISO 17296-3 和 ASTM F3122-14 ?的修訂版

ISO/TC 261/JG ?77?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:金屬鑄件砂型試驗方法

ISO/TC 261/JG ?78?

聯(lián)合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組:AM-機器安全

ISO/TC 261/JG ?79?

聯(lián)合 ISO/TC 261- ?ASTM F 42 組:汽車應(yīng)用中AM工藝認(rèn)證

ISO/TC 261/JWG ?10

ISO/TC 261 - ?ISO/TC 44/SC 14 WG:航空航天應(yīng)用中的增材制造

ISO/TC 261/JWG ?11

聯(lián)合 ISO/TC 261 - ?ISO/TC 61/SC 9 WG:塑料材料增材制造

ISO/TC 261/WG ?1

術(shù)語

ISO/TC 261/WG ?2

工藝、系統(tǒng)和材料

ISO/TC 261/WG ?3

測試方法和質(zhì)量規(guī)范

ISO/TC 261/WG ?4

數(shù)據(jù)和設(shè)計

ISO/TC 261/WG ?6

環(huán)境、健康和安全


目前,ISO TC261和ASTM F42編制中的標(biāo)準(zhǔn)40余項,從增材制造的材料與工藝、測試方法、設(shè)計、安全防護(hù)等多方面開展標(biāo)準(zhǔn)化工作,進(jìn)一步完善增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系,對于增材制造標(biāo)準(zhǔn)化工作起到了重要的作用與意義。

?

SAE:為美國聯(lián)邦航空管理局制定增材制造標(biāo)準(zhǔn)

?

2015年7月,SAE成立了AMS-AM技術(shù)委員會,負(fù)責(zé)編制和維護(hù)與增材制造相關(guān)的航空航天材料和工藝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)的技術(shù)報告。2015年10月,針對關(guān)鍵航空航天應(yīng)用的特殊認(rèn)證要求,美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)委托SAE制定增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為FAA制定AM材料認(rèn)證指南。AMS-AM的主要目標(biāo)包括:

?

? 針對原材料及成品材料的采購制定航空航天材料規(guī)范(AMS);? 針對航空航天產(chǎn)品制造過程制定推薦慣例、規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn);??與MMPDS、CMH-17、NADCAP、ASTM F42協(xié)調(diào),推動標(biāo)準(zhǔn)在工業(yè)界的采用;

??建立標(biāo)準(zhǔn)(技術(shù)文件)體系,確保過程受控及可追溯性,以獲得具有統(tǒng)計意義的材料性能數(shù)據(jù)。

?

SAE增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系

?

截至目前,SAE已經(jīng)發(fā)布及正在制定標(biāo)準(zhǔn)共計30項,涉及激光及電子束粉末床熔融、等離子弧熔絲、激光熔絲、激光直接沉積、材料熔融擠出工藝,IN625、IN718、17-4PH、Hastelloy X、Haynes 230、Ti6242、Ti6Al4V、AlSi10Mg、ULTEM 9085、ULTEM1010等材料。

?

國內(nèi)當(dāng)前增材制造現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)?

?

筆者在全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺查詢,關(guān)于增材制造正在起草、批準(zhǔn)和已經(jīng)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)共有55項。以下為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),共15項,包含國家標(biāo)準(zhǔn)9項、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項、地方標(biāo)準(zhǔn)5項。

類別

名稱

國標(biāo)計劃

GB/T 37698-2019? ?增材制造設(shè)計要求、指南和建議

GB/T 37461-2019? ?增材制造云服務(wù)平臺模式規(guī)范

GB/T 35021-2018? ?增材制造工藝分類及原材料

GB/T 35351-2017? ?增材制造術(shù)語

GB/T 35352-2017? ?增材制造文件格式

GB/T 37463-2019 ?增材制造塑料材料粉末床熔融工藝規(guī)范

GB/T 35022-2018? ?增材制造主要特性和測試方法零件和粉末原材料

GB/T 34508-2017? ?粉床電子束增材制造TC4合金材料

GB/T 14896.7-2015 ??特種加工機床術(shù)語第7部分:增材制造機床

GB/T 37463-2019? ?增材制造塑料材料粉末床熔融工藝規(guī)范

GB/T 35022-2018? ?增材制造主要特性和測試方法零件和粉末原材料

GB/T 34508-2017? ?粉床電子束增材制造TC4合金材料

GB/T 14896.7-2015 ??特種加工機床術(shù)語第7部分:增材制造機床

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

YS/T 1139-2016? ???增材制造TC4鈦合金蜂窩結(jié)構(gòu)零件

地方標(biāo)準(zhǔn)

DB61/T 1304-2019???增材制造醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范

DB34/T 3563-2019? ?增材制造熔融沉積成形(FDM)零件性能試驗方法

DB32/T 3597—2019??增材制造金屬材料機械性能測試方法指南

DB32/T 3598—2019??增材制造金屬激光熔化沉積制件性能要求及測試方法

DB32/T 3599—2019??增材制造鈦合金零件激光選區(qū)熔化用粉末通用技術(shù)要求


另外,2020年7月批準(zhǔn)發(fā)布了6項增材制造標(biāo)準(zhǔn),2020年11月批準(zhǔn)發(fā)布了8項增材制造標(biāo)準(zhǔn),都將于2021年6月1日起開始實施。分別為:

《增材制造用硼化鈦顆粒增強鋁合金粉》

《增材制造用鉭及鉭合金粉》

《增材制造用鈮及鈮合金粉》

《增材制造用鉬及鉬合金粉》

《增材制造制粉用鈦及鈦合金棒材》

《增材制造用球形鈷鉻合金粉》

《增材制造 金屬制件熱處理工藝規(guī)范》

《增材制造 金屬粉末性能表征方法》

《增材制造 金屬材料粉末床熔融工藝規(guī)范》

《增材制造 金屬材料定向能量沉積工藝規(guī)范》

《增材制造 金屬制件機械性能評價通則》

《增材制造 塑料材料擠出成形工藝規(guī)范》

《增材制造 測試方法 標(biāo)準(zhǔn)測試件精度檢驗》

《增材制造 數(shù)據(jù)處理通則》

?

結(jié)語

?

除以上組織之外,NASA發(fā)布了針對航空航天領(lǐng)域增材制造產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),德國航空航天標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(DIN)與德國工程師協(xié)會(VDI)針對于增材制造技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),歐洲焊接聯(lián)合會發(fā)布了國際增材制造人員職業(yè)資格培訓(xùn)與認(rèn)證制度。由此可以看出,關(guān)于增材制造的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),從設(shè)計、材料、工藝、設(shè)備、從業(yè)人員等,正在全產(chǎn)業(yè)鏈鋪展開來。從事增材制造的企業(yè)若致力于走向高端制造,就必須關(guān)注這些標(biāo)準(zhǔn),并運用到實際生產(chǎn)中。


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