正在完善的材料標準

 

　　3D打印技術(shù)的工程應(yīng)用范圍逐漸擴寬，產(chǎn)業(yè)及技術(shù)發(fā)展中面臨的標準需求日益凸顯，3D打印材料、工藝及標準的建立將進一步推動3D打印在生產(chǎn)中應(yīng)用。

 

　　美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）著手開展相關(guān)工作，2009年ASTM國際標準組織組建了F42增材制造技術(shù)委員會。F42增材制造標準化專委會已做了細致的標準工作。從頂層的標準來說包括：常規(guī)概念、常規(guī)要求、常規(guī)應(yīng)用。到針對于材料到加工工藝等不同階段和不同分類的一般標準，再到針對每個行業(yè)的特殊需求所適用的特種材料、工藝以及應(yīng)用的特殊標準。

 

　　2011年ISO也成立了針對增材制造的標準化技術(shù)委員會TC261，同年與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，并分別于2013年和2015年聯(lián)合發(fā)布了三份ISO／ASTM標準，分別從術(shù)語定義、坐標系定義、增材制造數(shù)據(jù)格式（AMF）等方面進行了規(guī)范。

 

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

 

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

 

　　更加先進的檢測技術(shù)

 

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

 

　　3D打印制品在制備和使用過程中，某些缺陷的產(chǎn)生和擴展是無法避免的。無疑，最好的質(zhì)量控制是過程中控制，但是對于打印結(jié)果的檢測仍是必不可少的。而令人頭疼的問題是，現(xiàn)今的無損探傷檢測技術(shù)對于金屬3D打印結(jié)果來說，并不是萬能的，一個顯著的問題是對于比較簡單的產(chǎn)品設(shè)計，現(xiàn)在的NDE方法是沒問題的，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技術(shù)的發(fā)展趨勢。

 

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

 

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

 

　　檢測技術(shù)的提升將進一步推動對材料及加工工藝的理解，從而進一步提升材料技術(shù)的發(fā)展。