《增材制造裝備 面曝光光固化三維打印機(jī)》

1增材制造裝備面曝光光固化三維打印機(jī)本文件規(guī)定了面曝光光固化三維打印機(jī)的通用要求和性能要求，描述了相應(yīng)的試驗(yàn)方法，規(guī)定了檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。本文件適用于采用數(shù)字光處理（digitallightprocessing，DLP）或圖像掩碼（imagemask）技術(shù)的面曝光光固化三維打印機(jī)的制造。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/T191包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)A：低溫GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)B：高溫GB/T2423.3環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Cab：恒定濕熱試驗(yàn)GB/T2423.10環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Fc：振動(dòng)（正弦）GB2893安全色GB2894安全標(biāo)志及其使用導(dǎo)則GB/T5226.1機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件GB/T14896.7特種加工機(jī)床術(shù)語(yǔ)第7部分：增材制造機(jī)床GB/T35351增材制造術(shù)語(yǔ)3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T14896.7和GB/T35351界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1面曝光光固化photopolymerizationbasedonsurfaceexposure單次使整個(gè)成形面發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的成形工藝。4通用要求4.1安全防護(hù)24.1.1光學(xué)防護(hù)設(shè)備應(yīng)具有明顯的安全或警示標(biāo)識(shí)，應(yīng)警示紫外光可能帶來(lái)的潛在傷害。設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)置于機(jī)殼內(nèi)部，光學(xué)系統(tǒng)工作時(shí)，光路不應(yīng)直接暴露在設(shè)備外殼外部。設(shè)備應(yīng)設(shè)計(jì)紫外光安全防護(hù)或急停裝置，以防紫外光對(duì)人體造成的傷害。4.1.2電氣防護(hù)設(shè)備電氣系統(tǒng)應(yīng)符合GB/T5226.1的規(guī)定。4.1.3傳動(dòng)部件防護(hù)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件之間應(yīng)保證安全距離?？赡茉斐晌ｋU(xiǎn)的傳動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置應(yīng)置于機(jī)殼內(nèi)部，并采取相應(yīng)的安全防護(hù)措施。運(yùn)動(dòng)部件上外露的定位件或凸出部分應(yīng)平滑或施加防護(hù)措施。4.2外觀4.2.1設(shè)備外觀應(yīng)整潔，表面不應(yīng)有明顯的凹痕、劃傷、裂縫、變形和污染等缺陷。表面涂覆層應(yīng)均勻，不應(yīng)有明顯的起泡、龜裂、脫落、磨損和其他機(jī)械損傷。4.2.2機(jī)械件應(yīng)無(wú)裂痕、明顯變形，金屬零部件不應(yīng)有銹蝕及其他機(jī)械損傷。電氣部件應(yīng)無(wú)明顯移位或脫落，觸點(diǎn)沒(méi)有明顯的腐蝕。4.2.3標(biāo)識(shí)的文字、符號(hào)應(yīng)清晰、規(guī)范。4.3裝配4.3.1所有緊固件、連接件、標(biāo)識(shí)等應(yīng)裝配牢固無(wú)松動(dòng)，外露螺絲規(guī)格統(tǒng)一。4.3.2設(shè)備Z軸及其他傳動(dòng)部件，應(yīng)裝配牢固無(wú)松動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)異響。4.3.3設(shè)備線束應(yīng)布置緊湊、排列整齊和固定，不應(yīng)與其他零部件發(fā)生摩擦或碰撞。4.3.4設(shè)備裝配后在運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)能承受相應(yīng)的振動(dòng)；緊固件、連接件、傳動(dòng)部件等在運(yùn)輸結(jié)束后，牢固無(wú)松動(dòng)。4.4電源適應(yīng)性設(shè)備在（220±22）V/50Hz或（380±38）V/50Hz電源條件下，應(yīng)能正常工作。4.5環(huán)境適應(yīng)性4.5.1工作溫度上下限設(shè)備在18℃~32℃范圍內(nèi)應(yīng)正常工作。4.5.2工作相對(duì)濕度上下限設(shè)備在30%～70%濕度范圍內(nèi)應(yīng)正常工作。4.5.3低溫貯存設(shè)備應(yīng)能承受-20℃±2℃、24h低溫貯存試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后在工作溫度下恢復(fù)2h應(yīng)正常工作。4.5.4高溫貯存設(shè)備應(yīng)能承受60℃±2℃、24h高溫貯存試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后在工作溫度下恢復(fù)2h應(yīng)正常工作。34.5.5恒定濕熱貯存設(shè)備應(yīng)能承受40℃±2℃、93%±3%RH、24h的恒定濕熱貯存試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后在工作溫度下恢復(fù)2h應(yīng)正常工作。5性能要求5.1最大成形尺寸應(yīng)符合技術(shù)文件的規(guī)定。5.2打印速度打印速度應(yīng)標(biāo)明打印時(shí)所使用的分層厚度，其他要求應(yīng)符合技術(shù)文件的規(guī)定。5.3尺寸精度按照工件的加工精度要求，可將設(shè)備在X、Y、Z方向的尺寸精度分為6個(gè)等級(jí)，分別用1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)、6級(jí)表示，大于6級(jí)的其他情況不予分級(jí)。設(shè)備的精度等級(jí)應(yīng)根據(jù)測(cè)試件計(jì)算出的尺寸誤差值來(lái)計(jì)算，見(jiàn)表1。表1測(cè)試件精度等級(jí)5.4對(duì)比度對(duì)于采用數(shù)字光處理技術(shù)的設(shè)備，其對(duì)比度應(yīng)大于700∶1；對(duì)于采用圖像掩碼技術(shù)的設(shè)備，其對(duì)比度應(yīng)大于300∶1。5.5光均勻度對(duì)于采用數(shù)字光處理技術(shù)和圖像掩碼技術(shù)的設(shè)備，光均勻度應(yīng)大于70%。6試驗(yàn)方法6.1試驗(yàn)條件本文件中除特殊要求外，其他試驗(yàn)均應(yīng)在下述標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行：a）溫度：25℃±2℃;b）相對(duì)濕度：30%～70%。6.2安全防護(hù)6.2.1光學(xué)防護(hù)目測(cè)檢查設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中是否有漏光。46.2.2電氣防護(hù)按照GB/T5226.1的規(guī)定進(jìn)行檢查。6.2.3傳動(dòng)部件防護(hù)目測(cè)檢查運(yùn)動(dòng)部件上外露的定位件或凸出部分是否有平滑或施加防護(hù)措施。6.3外觀目測(cè)檢查設(shè)備外觀是否整潔，機(jī)械件有無(wú)裂痕、明顯變形，標(biāo)識(shí)的文字、符號(hào)是否清晰、規(guī)范。6.4裝配距離設(shè)備0.5m處目測(cè)觀察設(shè)備緊固件、連接件、標(biāo)識(shí)、傳動(dòng)部件等是否牢固無(wú)松動(dòng)。6.5電源適應(yīng)性依據(jù)設(shè)備銘牌信息，選擇220V/50Hz或380V/50Hz電源試機(jī)運(yùn)行，觀察設(shè)備應(yīng)正常工作。6.6環(huán)境適應(yīng)性6.6.1工作溫度下限試驗(yàn)按GB/T2423.1“試驗(yàn)Ad”規(guī)定方法進(jìn)行，受試樣品裸機(jī)先進(jìn)行初始檢測(cè)，在受試樣品不工作的條件下，將箱內(nèi)溫度逐漸降到工作溫度下限值，待溫度穩(wěn)定后，開機(jī)運(yùn)行2h，應(yīng)正常工作。試驗(yàn)完后，待箱溫度回到室溫，取出樣品，在正常大氣壓下恢復(fù)2h，并進(jìn)行檢測(cè)。6.6.2工作溫度上限試驗(yàn)按GB/T2423.2“試驗(yàn)Bd”進(jìn)行，受試樣品裸機(jī)先進(jìn)行初試檢測(cè)，在受試樣品不工作的條件下，將箱溫度逐漸升到工作溫度上限值，待溫度穩(wěn)定后，開機(jī)運(yùn)行2h，應(yīng)正常工作。試驗(yàn)完后，待箱溫度回到室溫，取出樣品，在正常大氣壓下恢復(fù)2h，并進(jìn)行檢測(cè)。6.6.3低溫貯存試驗(yàn)按GB/T2423.1“試驗(yàn)Ab”進(jìn)行，將樣品帶最小外包裝放入低溫箱，使箱溫度降到規(guī)定的貯存溫度下限，在受試樣品不工作的條件下存放24h，取出樣品回到室溫，再恢復(fù)2h，進(jìn)行最后檢驗(yàn)。為防止試驗(yàn)中受試樣品結(jié)霜和凝露，允許將受試樣品用聚乙烯薄膜密封后進(jìn)行試驗(yàn)，必要時(shí)還可以在密封套內(nèi)裝吸潮劑。6.6.4高溫貯存試驗(yàn)按GB/T2423.2“試驗(yàn)Bb”進(jìn)行，將樣品帶最小外包裝放入高溫箱，使箱溫度升到規(guī)定的貯存溫度上限，在受試樣品不工作的條件下存放24h，取出樣品回到室溫，恢復(fù)2h，并進(jìn)行檢測(cè)。6.6.5恒定濕熱貯存試驗(yàn)按GB/T2423.3“試驗(yàn)Ca”規(guī)定的方法進(jìn)行，受試樣品裸機(jī)應(yīng)進(jìn)行初始檢測(cè)，試驗(yàn)嚴(yán)酷程度取規(guī)定的貯存溫度、濕熱上限值，待溫度和濕度到達(dá)規(guī)定值后，將受試樣品在不工作的條件存放24h。取出樣品回到正常工作環(huán)境，恢復(fù)2h，并進(jìn)行檢測(cè)。6.6.6振動(dòng)試驗(yàn)按GB/T2423.10規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)。56.7性能6.7.1最大成形尺寸打印設(shè)備規(guī)格中最大打印尺寸的物體，測(cè)量打印后的物體長(zhǎng)寬高，結(jié)果不應(yīng)小于技術(shù)文件中的明示尺寸。6.7.2打印速度打印1個(gè)長(zhǎng)20mm、寬20mm、高Hmm的長(zhǎng)方體。設(shè)備打印高度≥100mm時(shí)，應(yīng)選取H=100mm；設(shè)備打印高度＜100mm時(shí)，應(yīng)選取H=設(shè)備最大打印高度。由于分層厚度的不同，導(dǎo)致打印速度差異較大，為保證對(duì)比的有效性，應(yīng)同時(shí)記錄測(cè)試選用的分層厚度。測(cè)量總打印時(shí)間T，打印速度v的計(jì)算見(jiàn)公式（1）：v=H/T 式中：v——打印速度，單位：mm/h；H——打印長(zhǎng)方體高度，單位：mm；T——打印時(shí)間，單位：h。6.7.3XY方向尺寸精度按圖1所示的方式排版9個(gè)長(zhǎng)方體（長(zhǎng)10mm、寬10mm、高5mm）并打印。打印后，測(cè)量每一個(gè)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)寬值Xn；依據(jù)公式（2）計(jì)算尺寸誤差值Exy，統(tǒng)計(jì)18次計(jì)算結(jié)果，其最大絕對(duì)值即為XY方向尺寸精度Exy：Exy＝Xn－10.............................................................................（2）式中：Exy——尺寸誤差值，單位：mm；Xn——長(zhǎng)方體的長(zhǎng)寬測(cè)量值，單位：mm。標(biāo)引字母說(shuō)明：m：設(shè)備最大成形尺寸的長(zhǎng)度；n：設(shè)備最大成形尺寸的寬度。圖1XY方向尺寸精度測(cè)量模型樣件示意66.7.4Z方向尺寸精度居中擺放，打印圖2所示的臺(tái)階狀圖形，臺(tái)階1作為犧牲層，不計(jì)算精度；依次測(cè)量臺(tái)階2至臺(tái)階5的高度Zn，并使用公式（3）計(jì)算誤差值Ez：Ez＝|Zn－5|max 式中：Ez——尺寸誤差值，單位：mm；Zn——臺(tái)階高度測(cè)量值，單位：mm。標(biāo)引字母說(shuō)明：Z：Z軸方向；t：測(cè)量臺(tái)階2至臺(tái)階5的高度Zn的測(cè)量區(qū)域。圖2Z方向尺寸精度測(cè)量模型樣件示意6.7.5對(duì)比度將設(shè)備光源功率設(shè)定至50%，分別投射255灰度及0灰度圖片，使用光功率計(jì)在投影幅面居中位置進(jìn)行測(cè)量，記錄255灰度圖片的光功率C1和0灰度圖片的光功率C2，根據(jù)公式（4）計(jì)算對(duì)比度：C=C1/C2 （4）式中：C——對(duì)比度；C1——255灰度下的光功率，單位：mW/cm2或W/m2；C2——0灰度下的光功率，單位：mW/cm2或W/m2。6.7.6光均勻度將設(shè)備光源功率設(shè)定至50%，投射255灰度的純色圖片，按圖3所示圓點(diǎn)位置使用光功率計(jì)進(jìn)行測(cè)量，記錄測(cè)量結(jié)果，根據(jù)公式（5）計(jì)算光均勻度：U=[1-(Umax-Umin)/Umean]×100% 式中：U——光均勻度；Umax——9次255灰度下光功率的最大取值，單位：mW/cm2或W/m2；Umin——9次255灰度下光功率的最小取值，單位：mW/cm2或W/m2；Umean——9次255灰度下光功率的平均值，單位：mW/cm2或W/m2。標(biāo)引字母說(shuō)明：m：設(shè)備最大成形尺寸的長(zhǎng)度；n：設(shè)備最大成形尺寸的寬度。圖3光均勻度測(cè)量位置示意7檢驗(yàn)規(guī)則7.1出廠檢驗(yàn)每臺(tái)設(shè)備應(yīng)由制造廠按本文件進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格并簽發(fā)質(zhì)量檢驗(yàn)合格證后方可出廠。出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)表2。7.2型式檢驗(yàn)型式檢驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)表2，型式檢驗(yàn)樣品應(yīng)從出廠檢驗(yàn)合格的設(shè)備中隨機(jī)抽取1%。有下列情況之一時(shí)應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：a）新設(shè)備或老設(shè)備轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的試制定型鑒定；b）正式生產(chǎn)后，如結(jié)構(gòu)，工藝或材料上有較大改變可能影響產(chǎn)品性能時(shí)；c）停產(chǎn)半年以上又恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)；d）出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)有較大的差異時(shí)；e）國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督部門提出進(jìn)行型式試驗(yàn)要求時(shí)；8f）產(chǎn)品出現(xiàn)重大質(zhì)量責(zé)任事故時(shí)；g）正常生產(chǎn)時(shí)，定期或累計(jì)一定產(chǎn)量后的周期性檢驗(yàn)。表2檢驗(yàn)項(xiàng)目1√√2√√3 √4√√5√√6XY方向尺寸精度√√7Z方向尺寸精度√√8 √9 √—√ √—√ √ √—√ √7.3判定規(guī)則7.3.1出廠檢驗(yàn)中，在其全部檢驗(yàn)項(xiàng)目均符合相應(yīng)的要求時(shí)，則判為設(shè)備出廠檢驗(yàn)合格；只要有一項(xiàng)不符合相應(yīng)的要求，則判為設(shè)備出廠檢驗(yàn)不合格，并應(yīng)在分析原因、排除故障后，對(duì)該項(xiàng)重新檢驗(yàn)直到合格為止。7.3.2型式檢驗(yàn)在其全部檢驗(yàn)項(xiàng)目均符合相應(yīng)的要求時(shí)，判為設(shè)備型式檢驗(yàn)合格；型式檢驗(yàn)項(xiàng)目有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上不符合相應(yīng)的要求時(shí)，可自同一組批中再次隨機(jī)加倍抽樣進(jìn)行復(fù)檢，復(fù)檢只需測(cè)定或檢驗(yàn)不合格的項(xiàng)目；復(fù)檢結(jié)果全部合格時(shí)判為設(shè)備合格，如復(fù)檢仍有不合格項(xiàng)，則判該批設(shè)備不合格。8標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存8.1標(biāo)志8.1.1銘牌標(biāo)志每臺(tái)設(shè)備應(yīng)在其顯著位置粘貼銘牌，銘牌的材質(zhì)、字跡應(yīng)保證在其使用期內(nèi)不易磨滅。銘牌內(nèi)容至少應(yīng)包括：a）設(shè)備名稱及型號(hào)；b）主要參數(shù)；c）出廠日期或出廠編號(hào)；d）制造廠名稱。8.1.2警告標(biāo)志設(shè)備應(yīng)具備有明顯的光學(xué)警告標(biāo)識(shí)，應(yīng)警示紫外光可能帶來(lái)的潛在傷害。所有安全警告標(biāo)志及其顏色、尺寸、印刷應(yīng)符合GB2893和GB2894的規(guī)定。8.1.3包裝標(biāo)志設(shè)備外包裝箱上的“防雨、防潮、防震”等包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志應(yīng)符合GB/T191的規(guī)定。外包裝箱上還應(yīng)標(biāo)明：a）設(shè)備名稱及型號(hào)；b）出廠日期或出廠編號(hào)；c）制造廠名稱及聯(lián)系方式；d）設(shè)備采用的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)。8.2