DB32T 4605-2023增材制造 金屬激光粉末床熔融設(shè)備驗(yàn)收試驗(yàn)方法

ICS25.030CCSJ04江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)DB32/T4605—2023增材制造金屬激光粉末床熔融設(shè)備驗(yàn)收試驗(yàn)方法Additivemanufacturing―Acceptancetestingmethodformetalliclaserpowderbedfusionequipments2023?12?01發(fā)布2024?01?01實(shí)施江蘇省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布ⅠDB32/T4605—2023前言 1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14驗(yàn)收檢測(cè)項(xiàng)目 25驗(yàn)收檢測(cè)期間的環(huán)境和運(yùn)行條件 36驗(yàn)收檢測(cè) 47檢測(cè)記錄及報(bào)告 7附錄A（資料性）軌跡精度測(cè)試幾何圖形 8附錄B（資料性）驗(yàn)收?qǐng)?bào)告 9參考文獻(xiàn) 10ⅢDB32/T4605—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由全國(guó)增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)測(cè)試方法分技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。本文件起草單位：無(wú)錫市檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證研究院、南京工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、南京鋮聯(lián)激光科技有限公司、蘇州中瑞智創(chuàng)三維科技股份有限公司、江蘇銘亞科技有限公司、蘇州電加工機(jī)床研究所有限公司。1DB32/T4605—2023增材制造金屬激光粉末床熔融設(shè)備驗(yàn)收試驗(yàn)方法本文件規(guī)定了金屬激光粉末床熔融設(shè)備的驗(yàn)收試驗(yàn)方法。本文件適用于金屬激光粉末床熔融設(shè)備的驗(yàn)收檢測(cè)，以及在定期檢查或維護(hù)和修理之后設(shè)備特性的驗(yàn)證。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T3222.2—2022聲學(xué)環(huán)境噪聲的描述、測(cè)量與評(píng)價(jià)第2部分：聲壓級(jí)測(cè)定GB/T6075.3機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第3部分：額定功率大于15kW額定轉(zhuǎn)速在120r/min至15000r/min之間的在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的工業(yè)機(jī)器GB/T13739激光光束寬度、發(fā)散角的測(cè)試方法以及橫模的鑒別方法GB/T13863激光輻射功率和功率不穩(wěn)定度測(cè)試方法GB/T14549電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB25493以激光為加工能量的快速成形機(jī)床安全防護(hù)技術(shù)要求GB/T35351增材制造術(shù)語(yǔ)JB/T8356機(jī)床包裝技術(shù)條件ISO8573?1：2010壓縮空氣第1部分：污染物和純度等級(jí)（Compressedair—Part1：Contaminantsandpurityclasses）3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T35351界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1掃描速度scanningspeed激光束在成形平臺(tái)平面（工作平面）內(nèi)移動(dòng)的線速度。3.2準(zhǔn)備時(shí)間warm?uptime從設(shè)備開機(jī)到可啟動(dòng)成形周期的時(shí)間，一般由設(shè)備供應(yīng)商給出。3.3供粉平臺(tái)feedingplatform持續(xù)向鋪粉裝置提供粉末的平臺(tái)。2DB32/T4605—20233.4鋪粉裝置powderspreadingdevice鋪展粉末的裝置。3.5平均功率averagepower在設(shè)備連續(xù)工作時(shí)，用平均讀數(shù)功率計(jì)測(cè)量的激光功率。4驗(yàn)收檢測(cè)項(xiàng)目金屬激光粉末床熔融設(shè)備的驗(yàn)收檢測(cè)項(xiàng)目見表1。應(yīng)根據(jù)設(shè)備實(shí)際情況，由供需雙方選擇適宜的測(cè)試項(xiàng)目。若對(duì)設(shè)備進(jìn)行了改裝或操作條件發(fā)生了重大變化（例如，對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行改裝、維修或更換，機(jī)器的重新布置則應(yīng)重復(fù)相關(guān)的性能測(cè)試。設(shè)備關(guān)鍵部件包括：——激光器；——?dú)怏w系統(tǒng)；——光學(xué)系統(tǒng)的組件；——運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的組件；——鋪粉裝置；——成形平臺(tái)加熱單元。表1金屬激光粉末床熔融設(shè)備測(cè)試驗(yàn)收項(xiàng)目項(xiàng)目名稱試驗(yàn)方法對(duì)應(yīng)章條設(shè)備安全要求及措施軟件激光束檢測(cè)連續(xù)激光器激光功率檢測(cè)連續(xù)激光器激光功率穩(wěn)定性的檢測(cè)脈沖激光器檢測(cè)激光光束品質(zhì)評(píng)價(jià)工作平面不同位置激光束焦點(diǎn)檢查焦點(diǎn)位置熱穩(wěn)定性檢測(cè)掃描振鏡檢測(cè)激光束位置測(cè)試軌跡精度掃描速度具有多個(gè)光束源的設(shè)備的附加要求機(jī)械功能測(cè)試成形平臺(tái)移動(dòng)精度供粉平臺(tái)移動(dòng)精度其他供粉方式鋪粉運(yùn)動(dòng)裝置成形室內(nèi)氣氛3DB32/T4605—2023表1金屬激光粉末床熔融設(shè)備測(cè)試驗(yàn)收項(xiàng)目（續(xù)）項(xiàng)目名稱試驗(yàn)方法對(duì)應(yīng)章條噪聲成形性能測(cè)試6.10加熱系統(tǒng)6.11在線監(jiān)控系統(tǒng)6.125驗(yàn)收檢測(cè)期間的環(huán)境和運(yùn)行條件5.1通則金屬激光粉末床熔融設(shè)備驗(yàn)收檢測(cè)期間的環(huán)境和運(yùn)行條件應(yīng)符合設(shè)備供應(yīng)商的規(guī)定，依據(jù)設(shè)備說(shuō)明書進(jìn)行安裝、操作及維護(hù)，符合成形過(guò)程的條件。5.2溫度設(shè)備安裝、運(yùn)行環(huán)境的溫度范圍為15℃~35℃。5.3濕度設(shè)備安裝、運(yùn)行環(huán)境的相對(duì)濕度≤60%。5.4介質(zhì)供應(yīng)表2介質(zhì)供應(yīng)要求介質(zhì)類型相關(guān)要求電源電箱主線配置：10mm2線，三相五線制，單獨(dú)地線空氣開關(guān)：63A及以上工業(yè)級(jí)防爆插座：63A母頭，IP44等級(jí)壓縮空氣壓縮空氣質(zhì)量要求符合ISO8573?1：2010標(biāo)準(zhǔn)固體顆粒純度等級(jí)：1級(jí),顆粒尺寸≤0.1μm，顆粒密度≤0.1mg/m3含水率：壓力露點(diǎn)≤-40℃油純度等級(jí)：1級(jí),含油率≤0.1mg/m3壓力：6bar~8bar保護(hù)氣體純度≥99.99%壓力：4bar~8bar水蒸餾水,液態(tài)水純度等級(jí)：2級(jí)注：1bar=100kPa。4DB32/T4605—20235.5沖擊/振動(dòng)設(shè)備安裝以及運(yùn)行場(chǎng)地振動(dòng)要求依據(jù)GB/T6075.3進(jìn)行測(cè)試。5.6地面水平度設(shè)備安裝地面應(yīng)為水平狀態(tài)，以保證設(shè)備安裝完成后成形平臺(tái)上下移動(dòng)方向?yàn)樨Q直方向。5.7電磁干擾設(shè)備安裝以及運(yùn)行區(qū)域不得有電磁干擾，具體標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T14549進(jìn)行。5.8安全要求應(yīng)遵守與激光輻射、防火防爆相關(guān)的安全措施。6驗(yàn)收檢測(cè)6.1設(shè)備設(shè)備包裝應(yīng)符合JB/T8356的規(guī)定，包裝應(yīng)采取防潮、防水、防震、防沖擊等保護(hù)措施。設(shè)備應(yīng)具備紙質(zhì)或電子版操作說(shuō)明，說(shuō)明書應(yīng)包含安裝、操作、維護(hù)、安全等規(guī)定要求。設(shè)備外觀尺寸、成形室尺寸等用卷尺等量具檢測(cè)。6.2安全防護(hù)要求及措施設(shè)備機(jī)械危險(xiǎn)及安全防護(hù)、控制系統(tǒng)和裝置的安全防護(hù)、電氣危險(xiǎn)與防護(hù)、溫度控制安全防護(hù)、排風(fēng)、滅火安全防護(hù)、有害物質(zhì)防護(hù)、激光輻射的安全防護(hù)、照明相關(guān)要求應(yīng)根據(jù)GB25493進(jìn)行檢查。6.3軟件金屬激光粉末床熔融設(shè)備應(yīng)預(yù)裝有易于操作的設(shè)備軟件系統(tǒng)，軟件應(yīng)具備完成整個(gè)成形過(guò)程操作的必要功能。如設(shè)備軟件具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記錄或其他明示的功能，應(yīng)證明或驗(yàn)證該功能。可根據(jù)客戶要求定制、加裝其他功能軟件。6.4激光束檢測(cè)6.4.1一般要求金屬激光粉末床熔融設(shè)備使用的激光器宜檢測(cè)6.4.2~6.4.7規(guī)定的項(xiàng)目。測(cè)試條件不滿足時(shí)，供應(yīng)商應(yīng)提供具備檢測(cè)資質(zhì)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具的激光器檢測(cè)報(bào)告作為依據(jù)。6.4.2連續(xù)激光器激光功率檢測(cè)若設(shè)備供應(yīng)商指定測(cè)試前應(yīng)預(yù)熱激光器，則應(yīng)在預(yù)熱時(shí)間結(jié)束后進(jìn)行測(cè)試。測(cè)量應(yīng)在使用點(diǎn)（即成形室內(nèi)）用校準(zhǔn)過(guò)的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行，根據(jù)GB/T13863進(jìn)行激光功率測(cè)量。激光功率測(cè)量應(yīng)符合生產(chǎn)要求，覆蓋典型功率范圍。如果該范圍未知，建議至少測(cè)量三個(gè)點(diǎn)，包括最大標(biāo)稱激光功率的30%和90%。5DB32/T4605—20236.4.3連續(xù)激光器激光功率穩(wěn)定性檢測(cè)如指定了準(zhǔn)備時(shí)間，則應(yīng)在準(zhǔn)備時(shí)間結(jié)束后開始進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)量。在所有光學(xué)元件之后，設(shè)備無(wú)粉末狀態(tài)下，使用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的測(cè)量?jī)x器在成形室內(nèi)按照GB/T13863進(jìn)行以下的功率測(cè)量，以顯示激光功率的穩(wěn)定性：a）機(jī)器規(guī)定準(zhǔn)備時(shí)間后的最大額定平均功率；b）最大額定平均功率保持在最大額定值不少于2min，平均功率測(cè)量時(shí)間最小為30min。6.4.4脈沖激光器檢測(cè)脈沖激光器激光屬性的測(cè)量應(yīng)根據(jù)GB/T13739進(jìn)行，測(cè)量需要供需雙方同意。6.4.5激光光束品質(zhì)評(píng)價(jià)激光束的特性（光斑尺寸、輪廓和對(duì)稱性）應(yīng)在成形平面上用合適的測(cè)試設(shè)備確定，并且激光束應(yīng)垂直于成形平面。宜根據(jù)ISO11146系列的相應(yīng)部分對(duì)激光束特性進(jìn)行評(píng)估，也可采用供需雙方協(xié)商一致的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試。6.4.6成形平面不同位置激光束焦點(diǎn)檢查準(zhǔn)備時(shí)間結(jié)束后，應(yīng)在成形平面的中心和四角測(cè)量焦點(diǎn)位置。z軸上的聚焦位置應(yīng)根據(jù)成形平面給出。可以通過(guò)在不同的成形平臺(tái)高度（z軸）上用激光在測(cè)試紙上產(chǎn)生平行線的方法來(lái)確定焦點(diǎn)位置。最細(xì)的線表示焦點(diǎn)位置。6.4.7焦點(diǎn)位置熱穩(wěn)定性檢測(cè)準(zhǔn)備時(shí)間結(jié)束后，焦點(diǎn)位置的穩(wěn)定性評(píng)估的激光功率應(yīng)為最大標(biāo)稱激光功率的10%、50%和90%。每種功率設(shè)置的最短測(cè)試時(shí)間應(yīng)為15min。應(yīng)使用合適的測(cè)試設(shè)備，在垂直于成形平面的激光束下進(jìn)行。6.5掃描振鏡檢測(cè)6.5.1激光束位置測(cè)試通過(guò)激光打標(biāo)合適的幾何圖案，并對(duì)圖案進(jìn)行測(cè)量，確定相對(duì)于成形平面的激光束位置（場(chǎng)校正）的測(cè)量。6.5.2軌跡精度在測(cè)試紙上以給定的掃描速度掃描幾何圖案，附錄A給出了一種軌跡精度測(cè)試的幾何圖形示例。軌跡精度測(cè)試結(jié)果應(yīng)有相應(yīng)測(cè)試記錄。軌跡精度應(yīng)使用光學(xué)儀器進(jìn)行測(cè)量，其應(yīng)涵蓋整個(gè)成形平臺(tái)范圍，具體檢測(cè)內(nèi)容如下：a）閉合或互補(bǔ)輪廓的跳入和跳出點(diǎn)一致；b）改變掃描方向時(shí)的軌跡精度（光學(xué)系統(tǒng)的慣性c）不同曝光形式（例如輪廓和體積曝光）之間的重疊區(qū)域。6DB32/T4605—20236.5.3掃描速度掃描速度的測(cè)量應(yīng)在x和y以及（45±15）°方向進(jìn)行?？梢酝ㄟ^(guò)在工作平臺(tái)成形平面上的測(cè)試紙上進(jìn)行掃描來(lái)確定掃描速度。6.6具有多個(gè)光束源的設(shè)備的附加要求若多激光束源設(shè)備的各激光器只在各自的區(qū)域內(nèi)成形各自的零件，則只需要對(duì)每個(gè)激光器在對(duì)應(yīng)工作區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。若多激光束源設(shè)備的各激光器需要協(xié)同工作打印跨區(qū)域的零件，則需要進(jìn)行額外的測(cè)試，測(cè)試方法可由供需雙方協(xié)商確定。6.7機(jī)械功能測(cè)試6.7.1一般要求應(yīng)檢查與成形過(guò)程相關(guān)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的精度和可重復(fù)性。6.7.2成形平臺(tái)移動(dòng)精度應(yīng)在規(guī)定的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)（例如通過(guò)百分表或玻璃刻度尺）確定成形平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度和重復(fù)定位精度。成形平臺(tái)應(yīng)逐步移動(dòng)，移動(dòng)距離應(yīng)等于粉末層厚度值或?yàn)槠湔麛?shù)倍。成形平臺(tái)至少在5個(gè)高度位置上進(jìn)行測(cè)試，其中應(yīng)包括平臺(tái)空載時(shí)的最高位置和平臺(tái)承受載荷的最30%。6.7.3供粉平臺(tái)移動(dòng)精度應(yīng)在供粉平臺(tái)規(guī)定的運(yùn)動(dòng)范圍（例如通過(guò)百分表或玻璃刻度尺）內(nèi)確定供粉平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度和可重復(fù)性。供粉平臺(tái)應(yīng)逐步移動(dòng)，移動(dòng)距離應(yīng)等于粉末層厚度值與供粉比乘積或?yàn)槠湔麛?shù)倍。供粉平臺(tái)至少在5個(gè)高度位置上進(jìn)行測(cè)量，其中應(yīng)包括平臺(tái)空載時(shí)的最高位置和平臺(tái)承受載荷的最低位置。應(yīng)根據(jù)所要成形的材料（相對(duì)密度）和成形能力規(guī)定載荷。注：使用非供粉平臺(tái)的設(shè)備。可根據(jù)供需雙方協(xié)商確定的方法驗(yàn)證輸入機(jī)器的粉末數(shù)量是恒定的。6.7.4鋪粉運(yùn)動(dòng)裝置檢查鋪粉裝置的運(yùn)動(dòng)是否均勻且可重復(fù)，檢查應(yīng)在使用粉末的情況下進(jìn)行。6.8成形室內(nèi)氣氛應(yīng)使用適當(dāng)?shù)膫鞲衅骱涂刂葡到y(tǒng)確保工作過(guò)程中保護(hù)氣體的純度符合要求。傳感器系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)，并提供校準(zhǔn)證明。通過(guò)測(cè)量給定時(shí)間段內(nèi)的壓力變化來(lái)測(cè)試設(shè)備的氣密性。6.9噪聲設(shè)備成形過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲按照GB/T3222.2—2022中7.5規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)試。7DB32/T4605—20236.10成形性能測(cè)試在驗(yàn)收檢測(cè)時(shí)可成形供需雙方協(xié)商一致的測(cè)試件，開展設(shè)備成形性能測(cè)試。性能檢測(cè)包括但不限于：c）顯微組織；d）幾何尺寸精度，可參考GB/T39329或JB/T10625進(jìn)行；e）力學(xué)性能。6.11加熱系統(tǒng)設(shè)備如有加熱系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行證明或驗(yàn)證。6.12在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備如有在線監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行證明或驗(yàn)證。7檢測(cè)記錄及報(bào)告應(yīng)完整記錄檢測(cè)結(jié)果。檢測(cè)報(bào)告（見附錄B中的示例）應(yīng)至少包含以下信息：a）金屬激光粉末床熔融設(shè)備型號(hào)；b）設(shè)備序列號(hào)；c）檢測(cè)地點(diǎn)、環(huán)境和運(yùn)行條件；d）檢測(cè)適用范圍（材料和運(yùn)行限制e）檢測(cè)結(jié)果；f）檢測(cè)日期；g）承檢機(jī)構(gòu)名稱、檢測(cè)人員的姓名；h）備注及具體說(shuō)明。8（資料性）軌跡精度測(cè)試幾何圖形軌跡精度測(cè)試幾何圖形見圖A.1所示