正在完善的材料標(biāo)準(zhǔn)

 

　　3D打印技術(shù)的工程應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)寬，產(chǎn)業(yè)及技術(shù)發(fā)展中面臨的標(biāo)準(zhǔn)需求日益凸顯，3D打印材料、工藝及標(biāo)準(zhǔn)的建立將進(jìn)一步推動(dòng)3D打印在生產(chǎn)中應(yīng)用。

 

　　美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）著手開(kāi)展相關(guān)工作，2009年ASTM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織組建了F42增材制造技術(shù)委員會(huì)。F42增材制造標(biāo)準(zhǔn)化專委會(huì)已做了細(xì)致的標(biāo)準(zhǔn)工作。從頂層的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)包括：常規(guī)概念、常規(guī)要求、常規(guī)應(yīng)用。到針對(duì)于材料到加工工藝等不同階段和不同分類的一般標(biāo)準(zhǔn)，再到針對(duì)每個(gè)行業(yè)的特殊需求所適用的特種材料、工藝以及應(yīng)用的特殊標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　2011年ISO也成立了針對(duì)增材制造的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)TC261，同年與ASTM F42簽署合作協(xié)議，共同開(kāi)展增材制造技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作，并分別于2013年和2015年聯(lián)合發(fā)布了三份ISO／ASTM標(biāo)準(zhǔn)，分別從術(shù)語(yǔ)定義、坐標(biāo)系定義、增材制造數(shù)據(jù)格式（AMF）等方面進(jìn)行了規(guī)范。

 

　　歐洲SASAM增材制造標(biāo)準(zhǔn)化小組聯(lián)合了ISO、ASTM以及CEN多方力量并與2015年6月發(fā)布了2015增材制造標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。路線圖中除了關(guān)于增材制造標(biāo)準(zhǔn)化路線圖的詳細(xì)介紹，還闡述了當(dāng)前歐洲增材制造的優(yōu)劣勢(shì)分析，以及當(dāng)前發(fā)展需要克服的問(wèn)題。

 

　　在我國(guó)，全國(guó)增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC562）與2016年4月召開(kāi)成立大會(huì)，對(duì)口國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO TC 216，在國(guó)家層面上開(kāi)展增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前通過(guò)該技術(shù)委員會(huì)正在制定的標(biāo)準(zhǔn)共有6項(xiàng)，設(shè)計(jì)增材制造技術(shù)術(shù)語(yǔ)、文件格式、工藝和材料分類等方面。中國(guó)航空綜合技術(shù)研究所自2007年就開(kāi)始了增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的研究，研究形成了一系列增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并積極推行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)及制定工作，目前正在開(kāi)展鈦合金零件激光直接沉積工藝、粉末、制件規(guī)范等5項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

 

　　更加先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)

 

　　除了材料標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)在必行，缺乏完善的測(cè)試體系，增材制造很難真正意義上理解材料特性對(duì)加工的意義，而依靠目前的測(cè)試手段已經(jīng)不能滿足對(duì)增材制造的需要了。

 

　　3D打印制品在制備和使用過(guò)程中，某些缺陷的產(chǎn)生和擴(kuò)展是無(wú)法避免的。無(wú)疑，最好的質(zhì)量控制是過(guò)程中控制，但是對(duì)于打印結(jié)果的檢測(cè)仍是必不可少的。而令人頭疼的問(wèn)題是，現(xiàn)今的無(wú)損探傷檢測(cè)技術(shù)對(duì)于金屬3D打印結(jié)果來(lái)說(shuō)，并不是萬(wàn)能的，一個(gè)顯著的問(wèn)題是對(duì)于比較簡(jiǎn)單的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，現(xiàn)在的NDE方法是沒(méi)問(wèn)題的，但是隨著產(chǎn)品的復(fù)雜化，現(xiàn)在的NDE方法遇到了極大的挑戰(zhàn)，這方面，研究X射線斷層成像作為3D打印的質(zhì)量利器很好的解釋了檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

 

　　據(jù)悉，對(duì)于金屬增材制造的復(fù)雜性可以區(qū)分為五個(gè)層面：1簡(jiǎn)單的零件、2優(yōu)化的零件、3帶有嵌入式設(shè)計(jì)的零件、4為增材制造設(shè)計(jì)的零件、5復(fù)雜的胞元結(jié)構(gòu)零件?，F(xiàn)在比較普遍應(yīng)用的檢測(cè)技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的檢測(cè)。

 

　　為了達(dá)到對(duì)復(fù)雜零件的檢測(cè)，賓州大學(xué)采取了計(jì)算機(jī)X射線斷層成像（X－Ray Computed Tomography）檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)不僅被用于打印零件的檢測(cè)，還被用于后處理零件的檢測(cè)。

 

　　檢測(cè)技術(shù)的提升將進(jìn)一步推動(dòng)對(duì)材料及加工工藝的理解，從而進(jìn)一步提升材料技術(shù)的發(fā)展。