(高清版)GB∕T 39329-2020 增材制造 測試方法 標準測試件精度檢驗

增材制造測試方法標準測試件精度檢驗國家標準化管理委員會國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標準化管理委員會IGB/T39329—2020 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 1 1 14.1測量單位 14.2檢驗工具 14.3檢驗順序 14.4檢驗項目 14.5工藝參數(shù) 14.6支撐的作用 24.7處理 24.8環(huán)境要求 2 25.1總則 2 25.3鼓形測試件的結(jié)構(gòu)和尺寸 26數(shù)量和擺放位置 36.1原則 36.2擺放策略 36.3其他要求 4 47.1測量 47.2誤差分布圖的統(tǒng)計 57.3標準誤差分析 67.4精度等級 6 6附錄A(資料性附錄)S形測試件 8A.1S形測試件的結(jié)構(gòu)和尺寸 8A.2S形測試件的檢測 A.3檢測報告 Ⅲ本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別這些專利的責任。本標準由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本標準由全國增材制造標準化技術(shù)委員會(SAC/TC562)歸口。本標準起草單位：西安增材制造國家研究院有限公司、西安交通大學(xué)、湖南華曙高科技有限責任公限公司、東莞理工學(xué)院、機械科學(xué)研究總院集團有限公司、西北有色金屬研究院、浙江迅實科技有限公司、飛而康快速制造科技有限公司、北京恒創(chuàng)增材制造研究院有限公司、哈爾濱福沃德多維智能裝備有1GB/T39329—2020增材制造測試方法標準測試件精度檢驗1范圍本標準規(guī)定了增材制造標準測試件(以下簡稱“測試件”)的一般要求、結(jié)構(gòu)和尺寸、數(shù)量和擺放位2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是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/T35351增材制造術(shù)語3術(shù)語和定義GB/T35351界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4一般要求4.1測量單位本標準中，測試件所有的線性尺寸、標準差和標準誤差單位都為毫米(mm)。4.2檢驗工具測量儀器應(yīng)具有0.02mm或更高的分辨率。推薦使用千分尺、游標卡尺、三坐標測量機、三維掃描儀等，也可以使用滿足測量精度要求的其他檢驗工具。4.3檢驗順序檢驗時應(yīng)優(yōu)先檢驗標準規(guī)定的項目，再進行用戶感興趣的其他項目。為了裝拆工具和檢驗方便，經(jīng)雙方同意可按任意次序進行。4.4檢驗項目為了驗收目的需要增加檢驗項目時，用戶可以與設(shè)備制造商協(xié)商確定，這些項目應(yīng)在設(shè)備訂貨時明4.5工藝參數(shù)加工測試件時應(yīng)滿足設(shè)備承諾條件或要求。同一制造批次的測試件和同一測試件內(nèi)外結(jié)構(gòu)的成形工藝參數(shù)應(yīng)保持一致，不得通過調(diào)整工藝參數(shù)降低致密度提高外表面成形精度。2GB/T39329—20204.6支撐的作用4.6.1在支撐設(shè)計時，應(yīng)考慮后期支撐去除的可能性；在改變零件局部尺寸或者添加支撐時，杜絕出現(xiàn)封閉的內(nèi)腔。4.6.2在加工測試件時，應(yīng)盡可能避免使用支撐或使用不會影響測量結(jié)果的支撐。如必須使用支撐，必去除支撐，以減少對測量過程/精度的影響。測試件制作完成后應(yīng)按設(shè)備和工藝要求冷卻至室溫然后從設(shè)備中移出。測試件上的殘留物和氧化皮等應(yīng)清理干凈，如果原材料是液態(tài)，測量之前應(yīng)將殘留的液體材料完全去除。如果原材料是粉末，則應(yīng)將殘留粉末清理干凈。測試件不需進行表面處理和后處理。如果支撐影響測量，應(yīng)去除并將支撐的形式、去除方法記錄在報告中。如果測試件構(gòu)建在基板上不影響測量，則無需從基板上切割測試件即可測量，如果測試件在基板上無法進行測量，應(yīng)從基板上切割測試件并做記錄。4.8環(huán)境要求加工環(huán)境要求根據(jù)設(shè)備的要求執(zhí)行。測量之前，應(yīng)將測試件冷卻至室溫，從設(shè)備中移出直接測量；采用三坐標測量機測量前應(yīng)將測試件在測量室等溫不少于4h。5結(jié)構(gòu)和尺寸5.1.1本標準提供了兩種形式的測試件：鼓形測試件和S形測試件，分別用于三維綜合成形精度和動態(tài)成形精度。推薦在驗收設(shè)備時選擇鼓形測試件，在有特殊要求或與減材加工進行對比的情況下，可增加附錄A的S形測試件，用于評判連續(xù)曲面的輪廓度。5.1.2應(yīng)在設(shè)備的各子系統(tǒng)完成調(diào)試檢驗和工藝參數(shù)確定后進行測試。5.2材料材料的選擇需結(jié)合具體設(shè)備的功能與用戶要求確定，對于可成形多種材料的設(shè)備，一般只選取其中一種有代表性的材料進行測試。為了確保結(jié)果的可重復(fù)性，應(yīng)使用合格的材料。當用戶有特殊要求時，應(yīng)由設(shè)備供應(yīng)商與用戶根據(jù)實際情況商定。5.3鼓形測試件的結(jié)構(gòu)和尺寸5.3.1鼓形測試件的結(jié)構(gòu)和基本尺寸如圖1所示。3GB/T39329—2020圖1鼓形測試件5.3.2對于成形范圍較小的設(shè)備，將圖1測試件模型整體按1:2縮小制作；對于成形范圍較大的設(shè)備，將圖1測試件模型整體按2:1放大制作。如表1所示。表1鼓形測試件規(guī)格特征尺寸規(guī)格/mm球殼外徑d?球殼內(nèi)徑d?p90筋厚a孔徑D5.3.3模型縮放方法：可先將圖1測試件CAD模型縮放，然后轉(zhuǎn)換為AMF、STL或其他任何可以滿足增材制造系統(tǒng)要求的中間文件格式再制作。為防止文件轉(zhuǎn)換引入偏差，文件在轉(zhuǎn)換期間或轉(zhuǎn)換之后測試件模型不應(yīng)放大或縮小，可使用設(shè)備修正功能(如偏移、軸縮放等)進行模型補償，并將其記錄為過程的一部分。5.3.4在特殊情況下，可根據(jù)設(shè)備的成形能力和工藝特點調(diào)整模型尺寸大小。6數(shù)量和擺放位置6.1原則測試件的數(shù)量和擺放位置根據(jù)設(shè)備的成形能力和成形范圍確定，應(yīng)遵循以下原則：———推薦選擇擺放5個測試件的方式；——選擇覆蓋率大的方案。6.2擺放策略根據(jù)設(shè)備成形范圍的形式，可采用以下幾種擺放策略：4GB/T39329—2020a)設(shè)備成形范圍為正方形或圓形，邊長或直徑為L,擬選擇的測試件球徑為d:1)當L/d≥7時，選擇5個測試件三排擺放，分別放置在設(shè)備成形平臺的對稱中心處1個，4個角各1個，如圖2a);有特殊要求時，也可采用一個球徑為2d的測試件。例如：成形范圍350×350,采用5件φ50球徑的測試件；也可采用1件φ100的測試件；成形范圍200×200,采用5件φ25球徑的測試件；也可采用1件φ50的測試件。2)當L/d<7時100×100,采用1件φ50球徑的測試件。a)擺放5件b)擺放1件b)設(shè)備成形范圍是長方形，無法滿足5個測試件三排擺放時，可選擇2個～3個測試件單排或雙排擺放，試件擺放位置宜滿足覆蓋率大于80%,如圖3。a)擺放雙排3件b)擺放單排2件方向可由設(shè)備供應(yīng)商和用戶協(xié)商確定。與設(shè)備成形平臺最大尺寸相同。如需增加附錄A中S形測試件，可在鼓形測試件制作時選取適當空余位置加入同批制作，或另行按上述6.1擺放策略制作。7測量和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析在圖4所示的4個徑向截面，每個徑向截面分別選取相鄰間隔為30°~35°的3個角度位置測量球徑。5GB/T39329—20207.2誤差分布圖的統(tǒng)計統(tǒng)計同一制造批次測試件的所有測量結(jié)果，根據(jù)測量值與設(shè)計值計算出偏差值，并將出現(xiàn)的頻次列于表2。表中偏差分段僅為舉例說明，測量統(tǒng)計時可根據(jù)設(shè)備的成形能力自行設(shè)定。表2偏差頻次統(tǒng)計表偏差>—0.16—0.14mmmm—0.14—0.12mmmm—0.12—0.10mmmm>—0.10—0.08mmmm>—0.08～—0.06mmmm—0.06—0.04mmmm—0.04～—0.02mmmm>—0.02mm頻次偏差～十0.02mm～十0.04mmmm>+0.04～+0.06mmmm>+0.06～十0.08mmmm>+0.08mmmm>+0.10mmmm+0.12～十0.14mmmm>+0.14～十0.16mmmm頻次以偏差值為橫坐標，以頻次數(shù)為縱坐標，繪制出誤差分布圖，根據(jù)誤差分布圖可以反映出測試件實際測量尺寸的離散程度，如圖5所示。6GB/T39329—20207.3標準誤差分析根據(jù)測量結(jié)果計算出標準差[按公式(1)計算]和標準誤差[按公式(2)計算],通過標準差比較測試件球徑尺寸的一致性，標準差越小，尺寸一致性越好。通過比較標準誤差判斷測試件實際測量尺寸與設(shè)計尺寸的符合程度，標準誤差越小，成形精度越高。式中：SD——標準差(standarddeviation),單位為毫米(mm);X;——測試件的測量尺寸，單位為毫米(mm);X——測試件測量尺寸的平均值，單位為毫米(mm);n——測量尺寸數(shù)量；SE——標準誤差(standarderror),單位為毫米(mm);X?！獪y試件的設(shè)計尺寸，單位為毫米(mm)。7.4精度等級……根據(jù)被加工工件的加工精度要求，可將設(shè)備分為6個絕對精度等級，分別用1級、2級、3級、4級、5級、6級表示。大于6級的其他情況不予分級。各工藝類型設(shè)備也可根據(jù)工藝特點，確定兩個或3個相對精度等級，根據(jù)設(shè)備具體工藝、材料等情況確定。設(shè)備的絕對精度等級應(yīng)根據(jù)測試件計算出的標準誤差來判斷，見表3。球殼外徑大于Sφ100的測試件參考標準公差等級的對應(yīng)數(shù)值進行判斷。表3鼓形測試件精度等級精度等級標準誤差值/mm標準公差等級1級2級3級4級5級6級8檢驗報告檢驗報告應(yīng)包含但不限于以下信息：a)測試件的材料；7GB/T39329—2020b)支撐材料和去除方法；c)測試件在成形平臺的位置和方向；g)檢測數(shù)據(jù)及精度等級。8(資料性附錄)S形測試件A.1S形測試件的結(jié)構(gòu)和尺寸A.1.1S形測試件的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖A.1所示，其形狀定義如下：a)以左側(cè)φ8圓柱中心作為基準點建立基準坐標系，Z=0平面為固定基板的上平面；沒有固定基板的情況，Z=0平面為S模型的底面；b)在上述坐標系下，分別定義表A.1所示的兩組坐標點，通過兩組點分別作兩條樣條曲線，再通過生成的兩條樣條曲線作直紋面；c)通過直紋面向Y正方向作厚度為1mm的實體，此即為S形測試件模型原型。單位為毫米序號XYZ序號XYZ1—19.501—32.50001—17.633—32.5002—19.281—27.95202—17.152—28.2153—19.062—23.40403—16.671—23.9294—18.866—18.85404—16.221—19.6415—18.778—14.30205—15.992—15.3359第一組點坐標第二組點坐標序號XYZ序號XYZ6—18.776—9.748067—5.19507—6.7128089—18.78009—16.3850—16.391—17.7620—16.3460—15.1730—13.3270—10.377000000000000—3.7280—12.77500—15.736—20.76300—22.19300—28.7780—28.5060—26.1160—24.76400GB/T39329—2020表A.1(續(xù))第一組點坐標第二組點坐標序號XYZ序號XYZ63.626—17.384062.28—14.77664.755—12.978062.919—10.51665.292—8.458063.079—6.20765.489—3.910063.002—1.89665.5080.644062.8332.41365.4645.197062.6786.72265.4329.750062.61765.463062.71965.593063.04565.80923.404063.52523.92966.02827.952064.00628.21566.24832.500064.48632.500A.1.2S形測試件適用于在X、Y方向成形尺寸邊長Lr、L,均大于或等于100mm的設(shè)備。A.1.3可根據(jù)設(shè)備實際情況先將圖A.1測試件模型整體按推薦比例放大(推薦比例為2:1、3:1、5:1)A.1.4模型縮放方法按5.3.3的要求。A.1.5當客戶有特殊要求時，允許根據(jù)設(shè)備的運動成形能力和工藝特點調(diào)整模型尺寸大小。A.2S形測試件的檢測S形測試件檢測面輪廓度誤差，測量要求如下：a)沿S形緣條高度方向取三條截線，即圖A.2中1#、2#、3#截線。在每條S形截線上至少選擇150個點，各點位置間距離L均布，三條線總計不少于450個檢測點。面輪廓度誤差