增材制造 激光粉末床熔融金屬成形件工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測圖譜 編制說明

-2-《增材制造激光粉末床熔融金屬成形件工業(yè)內(nèi)窺鏡檢（征求意見稿）一、工作簡況編號為20241713-T-604。項目由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出，全國增材制造標準化技術委員會（SAC/TC562）和全國2.主要工作過程委員會（以下簡稱“分委會”）組織召開了標準起草工作啟動會，來自北京動力機械研究所、無錫市檢驗檢測認證研究院、中國核動力研究設計西安增材制造國家研究院有限公司、上海航天精密機械研究所、西安航天發(fā)動機有限公司、中國科學院金屬研究所、安泰天龍鎢鉬科技有限公司（鋼研集團旗下）、寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司、上?？臻g推進研究所、北京衛(wèi)星制造廠有限公司、中科智能（無錫）科技有限公司、深圳-3-參加了此次會議。會上，分委會秘書處向與會專家和代表介紹了標準的立項背景和過程，并結(jié)合前期各單位申請加入標準起草組情況，介紹了標準起草單位的暫定方案。隨后標準牽頭單位北京動力機械研究所相關人員就標準的范圍、框架、術語定義等內(nèi)容與參會專家進行了交流和討論，同時，結(jié)合前期征集標準起草工作組情況，介紹了標準起草組的組（2）第一次討論會會。來自北京動力機械研究、無錫市檢驗檢測認證研究院、西安鉑力特增材技術股份有限公司、中國航發(fā)北京航空材料研究院、西安增材制造國家研究院有限公司、南京師范大學、上海航天精密機械研究所、西安航天發(fā)動機有限公司、安泰天龍鎢鉬科技有限公司（鋼研集團旗下）、寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司、上海空間推進研究所、上海航天設備制造總廠、瀘州翰飛航天科技發(fā)展有限公司、深圳杰泰科技有限公司、北京表參加了本次討論會。會議圍繞標準草案修改稿，尤其是標準的框架結(jié)構及標準中應明確的內(nèi)容進行了深入討論，同時，會議上，各參編單位（3）第二次討論會來自北京動力機械研究、無錫市檢驗檢測認證研究院、西安鉑力特增材技術股份有限公司、中國航發(fā)北京航空材料研究院、西安增材制造國家-4-安泰天龍鎢鉬科技有限公司（鋼研集團旗下）、北京衛(wèi)星制造廠有限公司、上?？臻g推進研究所、上海航天設備制造總廠、航天智造（上海）表參加了本次討論會。會議主要圍繞標準草案修改稿進行深入討論，重點針對標準中的術語定義與表述進行了全面審議，并就圖譜中各類缺陷的分類以及圖片質(zhì)量要求進行了專題探討。最終，會議達成共識：一致通過了術語的修訂內(nèi)容，并對圖譜的統(tǒng)一標準提出明確建議，即統(tǒng)一圖（4）第三次討論會來自北京動力機械研究、無錫市檢驗檢測認證研究院、西安鉑力特增材技術股份有限公司、中國航發(fā)北京航空材料研究院、西安增材制造國家上?？臻g推進研究所、上海航天設備制造總廠、南京師范大學、航天智造（上海）科技有限責任公司、深圳杰泰科技有限公司等增材制造相關標準草案修改稿展開了全方位、多層次的深入研討。大家從行業(yè)規(guī)范、技術應用等多個維度，對標準內(nèi)容完整性進行了全面審議，逐一核對條款細節(jié)，評估邏輯嚴謹性與實操可行性。經(jīng)充分交流，明確后續(xù)需著重（6）征求意見討論會-5-3.主要參編單位和工作組成員及其所做的工作等本標準負責起草單位為北京動力機械研究所，主要參編單位有無錫4.牽頭單位簡介本標準負責起草單位為北京動力機械研究所，隸屬于中國航天科工第三研究院的飛航導彈動力裝置專業(yè)研究所，以空天動力技術發(fā)展為方向，建成了完善的發(fā)動機自主設計研發(fā)體系，擁有了完備的發(fā)動機部件及系統(tǒng)加工裝配檢測生產(chǎn)線，形成了國內(nèi)配套最為齊全和先進的吸氣式發(fā)動機試驗驗證體系。擁有兩個國家級重點實驗室和新型空天動力系統(tǒng)及飛行器的國家級試驗基地，是中國最大的航天動力產(chǎn)業(yè)之一。創(chuàng)造了武器裝備建設史上多個輝煌的“第一”，共獲得省部級獎項系認證，設有無損檢測、理化檢測、精密測量、計量檢有近百臺的高精尖檢測設備，具有產(chǎn)品計量檢定、尺寸檢測、內(nèi)部缺陷質(zhì)量檢測、材料成分分析能力等。北京動力機械研究所已有幾十型號、上百種產(chǎn)品采用增材制造技術進行生產(chǎn)，工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測在激光粉末床熔融金屬成形件：燃燒室、管路、進氣道等十幾種產(chǎn)品應用多年，具有多年的技術沉淀和應用經(jīng)驗，具備了開展本標北京動力機械研究所作為原國防科工局工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測培訓基地，-6-具有從光學直桿內(nèi)窺鏡、視頻內(nèi)窺鏡等多規(guī)格十幾套設備的硬件基礎，-7-二、標準編制原則和主要內(nèi)容1.標準編制原則——注意標準內(nèi)容的技術完整，結(jié)構合理、條理清晰、內(nèi)容全面；——按照標準條文清楚、準確、相互協(xié)調(diào)的要求，內(nèi)容盡可能簡明——注重普適性、實用性和可操作性。2.標準主要內(nèi)容2.1.1污漬：成形件后處理或儲存等過程中因控制不當引入水、油、-8-描策略與能力分布不均、熔池動力學差異等原因，導致材料搭接過程控本部分定義根據(jù)實際圖譜特征進行總結(jié)提煉。錯位類缺陷指由于設備停機、振鏡位置變化等原因，成形件某一部分相對于模型出現(xiàn)的幾何本部分內(nèi)容參照ISO/ASTM52948:2022(E)和ISO/DTR52905標準描述，由于工藝參數(shù)錯誤（層高、分層裝置速度）、板材定位問題、粉末本部分粉末殘留定義結(jié)合ISO/ASTM52948:2022(E激光粉末床熔融金屬成形技術因為工藝的特殊性，與鍛造、鑄造等減材制造存在不同的制造特點，激光粉末床熔融金屬成形過程為粉末再-9-燒結(jié)過程，又由于采用的激光粉末床熔融金屬成形制造設備和成形工藝本圖譜編制前期充分收集了國內(nèi)增材制造優(yōu)勢單位的檢測一線實例圖片，并按材料譜系對工業(yè)內(nèi)窺鏡缺陷圖譜及類型進行收集（具體收集情況見表1）。在整理過程中發(fā)現(xiàn)，工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測出的缺陷類型特征高溫高強合金鈷基、鎳基高溫合金等為代表，在高溫環(huán)境下具有優(yōu)異的綜合性能。鎳基高溫合金在600℃以上仍可長期服役，鈷基高溫合金具有更為優(yōu)異的抗氧化性能和抗熱輕質(zhì)高強韌材制造輕質(zhì)高強韌合金主要包括鋁合金和鈦合并具備優(yōu)異的強先進高性能增材制造先進高-10-鋼性能鋼的性能優(yōu)異、體系豐富、等其他金屬材料增材制造其他金屬材料包括金屬間化合物、高熵功能合金、銅合金圖譜給出了激光粉末床熔融金屬成形件工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測過程中存在的幾類典型的缺欠圖譜，分別為多余物、裂紋、未熔合、孔洞、錯位、品中存在的由外部進入或內(nèi)部產(chǎn)生的與產(chǎn)品規(guī)定狀態(tài)不符合的物質(zhì)，激2）裂紋-11-能由內(nèi)部空洞或空隙發(fā)展而來，擴展至激光粉末床熔融金屬成形件外表孔缺陷?？赡苡蓛?nèi)部空洞或空隙發(fā)展而來，擴展至激光粉末床熔融金屬4）機械損傷參照《機械工程名詞第一分冊》中機械損傷的定義，對于在激光粉銹蝕指的是在激光粉末床熔融金屬成形件制成后，因受到周圍環(huán)境中氧氣、水分、酸堿物質(zhì)等外物作用，金屬材料發(fā)生氧化還原等化學反應，6）變色在激光粉末床熔融金屬成形及后續(xù)使用過程中，由于過熱、光照等因素影響，零件表面原本的顏色發(fā)生改變，這種現(xiàn)象被稱為變色。如因-12-（類型）視向：0°（方向）射無（類型）鏡（方向）射無光粉末床熔融金屬成形件毛坯產(chǎn)品，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測圖像具有的無-13--14-光粉末床熔融金屬成形件毛坯產(chǎn)品，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測圖像具有的無-15-粉末床熔融金屬成形件毛坯產(chǎn)品去支撐處理后狀態(tài)，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡無-16-粉末床熔融金屬成形件毛坯狀態(tài)，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測圖像具有的特無-17-激光粉末床熔融金屬成形件機加、焊接等后處理后，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡通過吹氣、擦拭、沖洗等方式可去除，且多余物材質(zhì)與顏色與成形件本無-18-末床熔融金屬成形件機械加工后狀態(tài)，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測圖像具有無-19-屬成形件焊接后，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測圖像具有的特征如標準5.1.7圖無-20-末床熔融金屬成形件毛坯狀態(tài)，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測圖像具有的特征無形件毛坯狀態(tài)，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實-21-工序后，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品無無-22-熔融金屬成形件機械加工工序后，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測圖像具有的特狀態(tài)，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢無-23-無狀態(tài)，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢無-24-狀態(tài)，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢如查看設備的運行設備記錄，查看設備是否發(fā)生過停機故障；搭接棱多出現(xiàn)在與基板垂直方向；收縮紋通過與理論模型對比偏差可清晰發(fā)現(xiàn)，無-25--26-無金屬成形件毛坯、機械加工、焊接等工序后狀態(tài)，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡檢-27-無金屬成形件毛坯、機械加工、焊接等工序后狀態(tài)，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡檢-28-無融金屬成形件毛坯、機械加工、焊接等工序后狀態(tài)，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡-29-無加工或檢測后，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實無-30-坯、機械加工、焊接等工序后，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測圖像具有的特征-31-無坯、機械加工或焊接等工序后，檢測人員按照工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測工藝規(guī)程采集。在實際產(chǎn)品檢測過程檢測到工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測圖像具有的特征-32-無三、標準中涉及專利的情況四、預期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況本標準的發(fā)布將解決國內(nèi)粉末床熔融金屬成形件表面結(jié)構測量無標可依的問題，極大完善了增材制造測試方法標準體系，同時，為增材制造金屬成形件的質(zhì)量控制提供依據(jù)，有助于金屬成形件的質(zhì)量提升和增五、與國際、國外對比情況國外方面，ISO與ASTM聯(lián)合發(fā)布了ISO/ASTM52948:2022(E)-33-《Additivemanufacturingfor—Non-destructivetestin光束粉末床熔融)或PBF-EB(電子束粉末床熔融)制造工藝中金屬部件可能產(chǎn)生的缺陷進行分類并給出缺陷形成的原因，該標準給出了典型內(nèi)部準不用于指導工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測，涉及增材制造的表面缺陷較少，標準中采用的金相圖是微觀組織的放大圖，內(nèi)窺鏡采集圖像為物體宏觀圖像，差異大，不能用于工業(yè)內(nèi)窺鏡開展增材制造激光粉末床熔融成形件表面質(zhì)量檢測時參考圖譜；同時，粉末床熔融金屬成形件表面缺陷與內(nèi)部缺陷成因、分類有共同點也有差異性，在標準制定過程中對缺陷分類有部詳細介紹了專門針對增材制造和復雜三維幾何形狀的無損檢測方法，如薦相對應的無損檢測技術，提高檢測效率和準確性。該標準主要是針對內(nèi)部缺陷進行了缺陷形成原因、缺陷形貌和對應檢測方法的選擇，不用于指導工業(yè)內(nèi)窺鏡開展增材制造激光粉末床熔融成形件表面質(zhì)量檢測，該標準中不涉及工業(yè)內(nèi)窺鏡參考圖譜，對工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測增材制造成形件表面缺陷的指導性不強，本標準用于國內(nèi)粉末床熔融金屬成形件表面內(nèi)窺鏡檢測，將作為ISO與ASTM標準延伸和補充，完善國內(nèi)對粉末床熔融金屬成形件測試方法標準體系。-34-國內(nèi)方面，在工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測方面標準從設備要求到檢測方法有：了內(nèi)窺鏡儀器主要功能、性能，不涉及到被檢產(chǎn)品，本標準中使用的內(nèi)該標準規(guī)定了工業(yè)內(nèi)窺鏡目視檢測的方法原理、環(huán)境要求、人員要求、檢測系統(tǒng)、檢測、結(jié)果評價和檢測報告。該標準不涉及內(nèi)窺鏡檢測標準圖譜的內(nèi)容，該