近幾年已經(jīng)有非常多的增材制造標準陸續(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)人員資格認證等覆蓋范圍非常廣泛。實際上諸多的標準在目前情況下仍處于探索階段，隨著人們對這項技術(shù)的認知逐步加深，相關(guān)的標準也在不斷完善。
本期，我們列舉標準化領(lǐng)域的兩大權(quán)威組織——ASTM International以及國際標準化組織（ISO）已發(fā)布的增材制造標準，并介紹SAE和國內(nèi)目前正在制定和已發(fā)布的標準。
ASTM于2009年成立了ASTM F42，是最早成立的增材制造技術(shù)委員會的標準化協(xié)會組織。其主要目標是制定增材制造材料、產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務(wù)等領(lǐng)域的特性和性能標準、試驗方法和程序標準，促進增材制造技術(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)語標準，并于2015年與ISO合作對該標準進行了修訂，發(fā)布了第一份ISO/ASTM聯(lián)合標準，對增材制造技術(shù)推廣及產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的術(shù)語與定義進行了規(guī)范。截至目前，其制定的標準規(guī)范如下：
應(yīng)用
指定 | 標題 |
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 | 標題 |
F2924-14 | 用于粉末床熔融增材制造的Ti6Al4V標準規(guī)范 |
F3001-14 | 用于粉末床熔融增材制造的Ti6Al4V ELI標準規(guī)范 |
F3049-14 | 用于增材制造過程的金屬粉末特性表征的標準指南 |
F3055-14a | 用于粉末床熔融增材制造的鎳基合金（UNS N07718）的標準規(guī)范 |
F3056-14E1 | 用于粉末床熔融增材制造的鎳基合金（UNS N06625）的標準規(guī)范 |
F3091 / F3091M-14 | 塑料材料粉末床熔融標準規(guī)范 |
F3184-16 | 用于粉末床熔融增材制造的不銹鋼合金（UNS S31603）的標準規(guī)范 |
F3187-16 | 金屬定向能量沉積標準指南 |
F3213-17 | 增材制造標準–成品性能–通過粉末床熔融工藝制備Co28Cr6Mo的標準規(guī)范 |
F3301-18A | 增材制造標準–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準規(guī)范 |
F3302-18 | 增材制造標準–成品性能–通過粉末床容易制備鈦合金的標準規(guī)范 |
F3318-18 | 增材制造標準–成品性能–通過粉末床激光熔融工藝制備AlSi10Mg的標準規(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 | 增材制造標準指南–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 | 標題 |
ISO / ASTM52900-15 | 增材制造的標準術(shù)語-一般原則-術(shù)語 |
測試方法
指定 | 標題 |
F2971-13 | 增材制造所準備的測試樣品報告數(shù)據(jù)的標準規(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準指南 |
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—標準術(shù)語—坐標系和測試方法 |
ISO / ASTM52907-19 | 增材制造—原料—金屬粉末特性的表征方法 |
國際標準化組織（ISO）于2011年創(chuàng)建ISO/Motor 261增材制造標準化技術(shù)委員會，它的工作范圍是：在增材制造（AM）領(lǐng)域內(nèi)進行標準化工作，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/Motor 261創(chuàng)建當年就與ASTM F42簽署合作協(xié)議，共同開展增材制造技術(shù)領(lǐng)域的標準化工作。2013年，ISO/Motor 261與ASTM F42共同發(fā)布了一份“增材制造標準制定聯(lián)合計劃”，該計劃包含了AM標準的通用結(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。增材制造標準F42定期審查和更新。2016年，又對該結(jié)構(gòu)進行了修訂。
指定 | 標題 |
ISO/Motor 261/JG 52 | ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：標準測試工件 |
ISO/Motor 261/JG 54 | ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：設(shè)計基礎(chǔ) |
ISO/Motor 261/JG 55 | ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：材料擠出增材制造標準規(guī)范 |
ISO/Motor 261/JG 56 | ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：金屬粉末床熔融工藝標準做法，以滿足剛性質(zhì)量要求 |
ISO/Motor 261/JG 57 | ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：特定流程的設(shè)計準則和標準 |
ISO/Motor 261/JG 58 | ISO/Motor 261-ASTM F 42 聯(lián)合組：粉末床熔融金屬部件的認證、質(zhì)量保證和后處理 |
ISO/Motor 261/JG 59 | ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：AM零件的無損檢測技術(shù) |
ISO/Motor 261/JG 60 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：增材制造+無損檢測和評估 |
ISO/Motor 261/JG 61 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：AM零件機械性能各向異性效應(yīng)指南 |
ISO/Motor 261/JG 62 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：用于進行增材制造循環(huán)研究的指南 |
ISO/Motor 261/JG 63 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：AM用粉末特性測試方法 |
ISO/Motor 261/JG 64 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：增材制造文件格式（AMF） |
ISO/Motor 261/JG 66 | ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：金屬粉末技術(shù)規(guī)范 |
ISO/Motor 261/JG 67 | ISO/Motor 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/Motor 261/JG 68 | 聯(lián)合 ISO/Motor 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/Motor 261/JG 69 | ISO/Motor 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/Motor 261/JG 70 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：優(yōu)化的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù) |
ISO/Motor 261/JG 71 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：粉末質(zhì)量保證 |
ISO/Motor 261/JG 72 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：機器-生產(chǎn)工藝認證 |
ISO/Motor 261/JG 73 | ISO/Motor 261-ASTM F 42 聯(lián)合組：數(shù)字產(chǎn)品定義和數(shù)據(jù)管理 |
ISO/Motor 261/JG 74 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：人員資格鑒定 |
ISO/Motor 261/JG 75 | ISO/Motor 261-ASTM F 42 聯(lián)合組：增材制造中心工業(yè)合格評定 |
ISO/Motor 261/JG 76 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：ISO 17296-3 和 ASTM F3122-14 的修訂版 |
ISO/Motor 261/JG 77 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：金屬鑄件砂型試驗方法 |
ISO/Motor 261/JG 78 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261-ASTM F 42 組：AM-機器安全 |
ISO/Motor 261/JG 79 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261- ASTM F 42 組：汽車應(yīng)用中AM工藝認證 |
ISO/Motor 261/JWG 10 | ISO/Motor 261 - ISO/Motor 44/SC 14 WG：航空航天應(yīng)用中的增材制造 |
ISO/Motor 261/JWG 11 | 聯(lián)合 ISO/Motor 261 - ISO/Motor 61/SC 9 WG：塑料材料增材制造 |
ISO/Motor 261/WG 1 | 術(shù)語 |
ISO/Motor 261/WG 2 | 工藝、系統(tǒng)和材料 |
ISO/Motor 261/WG 3 | 測試方法和質(zhì)量規(guī)范 |
ISO/Motor 261/WG 4 | 數(shù)據(jù)和設(shè)計 |
ISO/Motor 261/WG 6 | 環(huán)境、健康和安全 |
2015年7月，SAE成立了AMS-AM技術(shù)委員會，負責編制和維護與增材制造相關(guān)的航空航天材料和工藝規(guī)范標準以及相關(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)標準，為FAA制定AM材料認證指南。AMS-AM的主要目標包括：
? 建立標準（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增材制造標準體系
截至目前，SAE已經(jīng)發(fā)布及正在制定標準共計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。
筆者在全國標準信息公共服務(wù)平臺查詢，關(guān)于增材制造正在起草、批準和已經(jīng)發(fā)布的標準共有55項。以下為現(xiàn)行標準，共15項，包含國家標準9項、行業(yè)標準1項、地方標準5項。
類別 | 名稱 |
國標計劃 | 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Motor4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Motor4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)標準 | YS/T 1139-2016 增材制造Motor4鈦合金蜂窩結(jié)構(gòu)零件 |
地方標準 | 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，2023年7月批準發(fā)布了6項增材制造標準，2023年11月批準發(fā)布了8項增材制造標準，都將于2024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 標準測試件精度檢驗》
《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)品標準，德國航空航天標準化協(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)的標準，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)與認證制度。由此可以看出，關(guān)于增材制造的相關(guān)標準，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)注這些標準，并運用到實際生產(chǎn)中。
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