增材制造 鎂合金激光粉末床熔融設(shè)備及工藝要求 征求意見稿

1增材制造鎂合金激光粉末床熔融設(shè)備及工藝要求本文件規(guī)定了鎂合金激光粉末床熔融的術(shù)語和定義、一般要求、設(shè)備要求、工藝過程、安全。本文件適用于激光粉末床熔融鎂合金生產(chǎn)、科研、管理等。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(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/T11651個(gè)體防護(hù)裝備選用規(guī)范GB/T14896.7特種加工機(jī)床術(shù)語第7部分：增材制造機(jī)床GB15577粉塵防爆安全規(guī)程GB/T35351增材制造術(shù)語GB/T37698增材制造設(shè)計(jì)要求、指南和建議GB/T39252增材制造金屬材料粉末床熔融工藝規(guī)范GB/T42617-2023增材制造設(shè)計(jì)金屬材料激光粉末床熔融GB/T43141激光增材制造機(jī)床通用技術(shù)條件GB/T44151增材制造用鎂及鎂合金粉3術(shù)語和定義GB/T14896.7、GB/T35351、GB/T43141界定的及下列術(shù)語和定義適用于本文件。將粉末鋪展到成形區(qū)域的機(jī)構(gòu)。使成形室的升降平臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。在增材制造過程中承載成形件的平板。2供粉機(jī)構(gòu)powdersupplymechanism將供粉缸的粉末供給到成形平臺(tái)上的機(jī)構(gòu)。將粉末鋪展到成形區(qū)域的梳狀零件。4一般要求4.1.1從事鎂合金激光粉末床熔融工藝加工的操作人員應(yīng)具有鎂合金粉末安全使用要求、鎂合金工藝技術(shù)及相關(guān)知識(shí)，經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)后考核合格上崗。4.2.1鎂合金激光粉末床熔融設(shè)備及其附件應(yīng)完好。設(shè)備的安裝調(diào)試、使用及維護(hù)保養(yǎng)參照設(shè)備手冊(cè)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。4.2.2鎂合金激光粉末床熔融設(shè)備應(yīng)能滿足工藝參數(shù)的調(diào)整需要，能在選定的參數(shù)下穩(wěn)定的工作，并在有效期內(nèi)。4.2.3粉末烘干設(shè)備應(yīng)采用真空烘干箱，真空度應(yīng)低于1×10?'pa,待溫度降至25℃~40℃方可取出。4.3環(huán)境要求環(huán)境條件應(yīng)符合工藝文件、質(zhì)量控制文件以及設(shè)備、儀器說明書等技術(shù)文件的要求。溫度宜保持在15℃~28℃,相對(duì)濕度應(yīng)不大于75%。4.4鎂合金粉末4.4.1打印用鎂合金粉末應(yīng)具有合格證明文件，性能要求滿足增材制造用鎂及鎂合金粉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，客戶特殊要求可由供需雙方協(xié)商確認(rèn)4.4.2打印用鎂合金粉末一般采用等離子旋轉(zhuǎn)電極法制得，粒度在15μm~53μm,鎂合金粉末要求滿足GB/T44151中的規(guī)定或需方特殊要求。4.4.3打樣用鎂合金粉末應(yīng)密封保存，打印后的鎂合金粉末可以經(jīng)過篩分，多次使用。4.5.1基板為待成形零件提供生長(zhǎng)基體，鎂合金增材制造可采用鎂合金基板，應(yīng)保證基板與成形零件的良好冶金結(jié)合。4.5.2每次加工完畢后，零件經(jīng)線切割從基板上分離后，對(duì)基板二次加工，打磨平整光滑后可重復(fù)利用。5設(shè)備要求5.1鎂合金激光粉末床熔融設(shè)備應(yīng)滿足GB/T43141要求。5.2鎂合金激光粉末床熔融設(shè)備主要由機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、電氣及數(shù)控系統(tǒng)、鋪粉機(jī)構(gòu)、激光光路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、氣氛控制系統(tǒng)、防爆系統(tǒng)等組成。機(jī)床結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足激光增材制造制件的要求及用戶特殊要求。3設(shè)備組成示意圖見圖1.5.3鋪粉機(jī)構(gòu)應(yīng)能將鎂合金粉末鋪設(shè)到成形區(qū)域，并保證粉層厚度均勻，表面平整，無凹陷和條紋。粉層厚度應(yīng)符合技術(shù)文件要求。鋪粉機(jī)構(gòu)應(yīng)采取熱防護(hù)措施，并能在高溫下可靠鋪粉。5.4鎂合金激光粉末床熔融設(shè)備氧含量控制應(yīng)至少達(dá)到400ppm。5.5鎂合金激光粉末床熔融設(shè)備應(yīng)配備防爆過濾系統(tǒng)，濾芯應(yīng)采用無需取出的永久式濾芯，過濾系統(tǒng)應(yīng)包含鈍化系統(tǒng)，且鈍化粉末罐需能進(jìn)行排氧處理。6.1工藝流程通常，鎂合金粉末床熔融一般的工藝流程如圖2所示。激光功率掃描速度打印路徑氧含量控制滲透、射線等無損檢測(cè)力學(xué)性能熱等靜壓機(jī)加工噴砂等圖2鎂合金激光粉末床熔融一般工藝流程圖正式產(chǎn)品加工前應(yīng)通過試件或樣件制造進(jìn)行系統(tǒng)性工藝評(píng)定，確定工藝參數(shù)、材料、熱處理要求等，制造的試件性能要求與產(chǎn)品性能要求一致。正式產(chǎn)品生產(chǎn)的鎂合金粉末材料、工藝參數(shù)、熱處理要求與試件保持一致。6.3模型處理6.3.1模型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者可以通過三維軟件建?；?qū)?shí)體進(jìn)行掃描等方式獲得零件模型。模型設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T37698的有關(guān)規(guī)定。6.3.2數(shù)據(jù)處理零件的數(shù)據(jù)處理應(yīng)符合GB/T42617的規(guī)定。加工余量由工藝設(shè)計(jì)按實(shí)際需求設(shè)置，一般，對(duì)于關(guān)鍵配合尺寸，應(yīng)該預(yù)留不小于1mm的機(jī)加工余量，通過后續(xù)機(jī)加工保證精度；對(duì)于不需要添加支撐的功能性部位，可不預(yù)留余量直接打印。對(duì)于需添加支撐的零件表面。支撐面應(yīng)至少預(yù)留有0.1mm的加工余量，確保支撐去除和打磨拋光后，零件尺寸精度仍滿足要求。如果零件某一平面直接和成型基板接觸，基板接觸位置應(yīng)預(yù)留有0.5mm的線切割余量。零件排列，零件與零件之間的間隙應(yīng)確保在2mm以上。6.4粉末處理46.4.1新粉與使用過的粉末混合時(shí)，為了保證零件質(zhì)量的均勻性，混合一般應(yīng)攪拌，并進(jìn)行篩分，不建議直接將新粉加到粉料缸頂層。6.4.2需要時(shí)，對(duì)鎂合金粉末進(jìn)行烘干，烘干溫度一般80℃~120℃6.4.3打印零件性能不能滿足要求時(shí)，粉末應(yīng)報(bào)廢處理。報(bào)廢粉末應(yīng)獨(dú)立密封存放，交由專業(yè)處理機(jī)構(gòu)6.4.4對(duì)使用過的粉末應(yīng)進(jìn)行篩除大顆粒雜質(zhì)處理，可采用220目篩網(wǎng)進(jìn)行篩分過濾。6.5加工過程6.5.1加工前準(zhǔn)備6.5.1.1打印前應(yīng)對(duì)設(shè)備內(nèi)壁及成型艙和供粉艙等區(qū)域進(jìn)行清理，清除基板表面的雜質(zhì)、油污或邊緣的毛邊，保證基板表面清潔平整。6.5.1.2安裝基板時(shí)，可通過調(diào)節(jié)基板底座螺絲，確?；屙斆婧统尚团擁敳康母灼矫嫖挥谕凰骄€，然后將基板上升至加工平面高度。6.5.1.3加工前檢查刮刀的磨損情況，更換刮刀后應(yīng)對(duì)刮刀進(jìn)行調(diào)平。6.5.1.4添加完粉末后，應(yīng)對(duì)振鏡保護(hù)平光鏡進(jìn)行清理。6.5.2工藝參數(shù)工藝參數(shù)需與所使用鎂合金粉末材料和設(shè)備相匹配，典型激光粉末床熔融鎂合金的工藝參數(shù)范圍見表1。工藝成形尺寸精度不大于0.1mm。表1典型鎂合金的工藝參數(shù)范圍激光功率(W)掃描速度(mm/s)掃描間距(mm)單層厚度(mm)氧含量(ppm)6.5.3后處理6.5.3.1熱處理應(yīng)與需方協(xié)商，若進(jìn)行組織調(diào)控和性能提升熱處理，應(yīng)制定熱處理制度，對(duì)內(nèi)部質(zhì)量、力學(xué)性能有特殊要求的制件可進(jìn)行熱等靜壓處理。6.5.3.2激光粉末床熔融鎂合金的移除、去支撐、表面處理應(yīng)符合GB/T39252中的規(guī)定。7.1勞動(dòng)安全作業(yè)人員應(yīng)考慮