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全球视角:目前已建立的金属3D打印标准有哪些

时间:2017-12-05 22:04 来源:3D打印世界 作者:中国3D打印网 阅读:

 随着金属增材制造逐步转向工业生产,对覆盖技术各方面的国际标准的需求也变得越来越迫切。来自Fraunhofer IFAM的Claus Aumund-Kopp和Frank Petzoldt回顾了国际标准的过往,总结了现有的金属增材制造标准,并对未来可能遇到的挑战进行了思考。

随着一项技术发展,且越来越多地得以应用,行业就需要针对其技术术语和工艺细节达成一定的共识。如今,金属增材制造已步入产业化阶段,特别是牙科和航空航天业已经进入商业规模生产,更需要材料性能、测试程序等方面的标准。标准化主要是靠主要利益相关者参与全球各种标准化委员会来实现的,是一项极为耗时的工作。最终,无论是机器、粉末制造商,还是零件制造商和终端用户都将受益于这些标准,因为标准即意味着这项技术的可靠性。本文列出了迄今为止不同组织发布的增材制造标准(如图1),指出了为何增材制造实现标准化如此重要,并强调了国际标准的必要性。

图1.增材制造国际标准化年表

现状

增材制造正在改变全球各个行业,各种类型的公司也都看到了这项技术所带来的大量突破性机会。当然,这项技术还将面临许多挑战。与传统金属成型工艺相比,特别需要注意制造工艺参数与材料性能间的重大关系。不同机器系统和生产条件可能导致不同的属性,这都需要考虑到。此外,材料性能与原材料也密切相关,如金属粉末,原材料会在制程窗口与一组参数结合。了解这一点后,验证性能并建立强大可靠的生产工艺对增材制造而言至关重要,还需根据检查和验证规则制定质量管理体系。由于缺乏相关标准,目前大多数采用增材制造技术生产终端零件的公司都建立了自己内部的材料和工艺指南。因此,提高工艺知识和制定共同技术标准非常重要。另外,设计标准也有助于推广增材制造,毕竟如今大多数CAD工具都没有充分利用增材制造这项技术。

标准的设立有助于提高事物的接受程度,特别是像金属增材制造这样的新制造工艺。增材制造是一项需要国际标准的全球性工艺。标准化有助于促进国家、地区和国际之间的技术和经济合作。目前已有几个国家和区域开始了相关的标准设定。

国际标准化组织(ISO)和美国材料与试验协会(ASTM International)这两个国际机构在全球范围内准备、制定和出版与增材制造相关的标准(更多信息参见插图)。 欧洲标准化委员会(CEN)也成立了区域性的增材制造标准化委员会。 另外还有一些国家和地区也推出了相关的标准化和指导方针,如英国标准协会(BSI)和法国标准化协会(AFNOR/UN),德国标准化学会(DIN)与德国机械设备制造业联合会(VDMA)、德国工程师协会(VDI)也合作出版了增材制造相关标准。

美国材料与试验协会委员会

•成立于2009年

•范围:制定增材制造技术标准,推广知识,刺激研究和技术实施

•成员:各阶层领域代表,如公司、大学、研究机构等

•一组织一票

•目前,代表23个国家的400多名个人成员

国际标准化组织技术委员会

•成立于2011年

•范围:关于增材制造的流程,术语和定义,工序链(软硬件),测试程序,质量参数,供应协议以及各种基本原理的标准化

•成员资格以不同国家标准化组织的代表为基础,每个成员组织可以提名不同领域的专家

•一组织一票

•目前有20个参与国与5个观察员。

图2. 增材制造各种不同的术语 

 

表1. 已有的金属增材制造标准

2009年,美国材料与试验协会成立增材制造技术委员会。同年,德国和英国也成立了相关委员会。国际标准化组织则是在2011年成立了技术委员会,这两大组织在2013年7月定下了联合标准制定计划。

(责任编辑:中国3D打印网)

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