GB/T 43233-2023 增材制造 系統(tǒng)性能和可靠性 航空航天用金屬材料激光粉末床熔融設(shè)備驗(yàn)收試驗(yàn)（正式版）

ICS25.030GB/T43233—2023增材制造系統(tǒng)性能和可靠性航空航天用金屬材料激光粉末床熔融設(shè)備驗(yàn)收試驗(yàn)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T43233—2023 I 3術(shù)語(yǔ)和定義 25環(huán)境和操作條件 2 26.1一般要求 26.2激光束試驗(yàn) 26.3機(jī)械功能試驗(yàn) 46.4加熱系統(tǒng) 56.5成形室內(nèi)氣氛 56.6數(shù)據(jù)記錄 56.7安全系統(tǒng) 56.8可選試驗(yàn) 5 67試驗(yàn)報(bào)告 附錄A(資料性)用于軌跡精度試驗(yàn)的幾何圖形 8附錄B(資料性)試驗(yàn)報(bào)告示例 9 GB/T43233—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。本文件修改采用ISO/ASTM52941:2020《增材制造系統(tǒng)性能和可靠性航空航天用金屬材料本文件與ISO/ASTM52941:2020的技術(shù)差異及其原因如下：-—用規(guī)范性引用的GB/T35351和GB/T41507替換了ISO/ASTM52900和ISO/ASTM52921(見(jiàn)第3章),沿用我國(guó)增材制造領(lǐng)域術(shù)語(yǔ)慣用的定義方式，以便于使用；——更改了環(huán)境和操作條件中健康安全的要求(見(jiàn)第5章),符合我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；——用規(guī)范性引用的GB/T41572替換了ISO11154(見(jiàn)6.2.3),以滿足當(dāng)前我國(guó)增材制造用脈沖激光器試驗(yàn)的要求；本文件做了下列編輯性改動(dòng)： —?jiǎng)h除了ISO/ASTM52941:2020中6.8.3的熱線風(fēng)速儀示例，因熱線風(fēng)速儀的操作按照使用說(shuō)--—更改了用于軌跡精度試驗(yàn)的幾何圖形和試驗(yàn)報(bào)告示例兩個(gè)資料性附錄的順序(見(jiàn)附錄A和附錄B),根據(jù)其在正文中被移作附錄之前所處位置的前后順序；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。本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC562)歸口。本文件起草單位：安徽省春谷3D打印智能裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司、安徽拓寶增材制造科技晨光集團(tuán)有限責(zé)任公司、西安增材制造國(guó)家研究院有限公司、安徽銘谷激光智能裝備科技有限公司、I1GB/T43233—2023增材制造系統(tǒng)性能和可靠性航空航天用金屬材料激光粉末床熔融設(shè)備驗(yàn)收試驗(yàn)本文件。GB/T35351增材制造術(shù)語(yǔ)GB/T41507增材制造術(shù)語(yǔ)坐標(biāo)系和測(cè)試方法(GB/T41507—2022,ISO/ASTM52921:2013,MOD)ISO11146(所有部分)激光和激光相關(guān)設(shè)備激光光束寬度、發(fā)散角和光束傳輸比的試驗(yàn)方法(Lasersandlaser-relatedequipment—Testmethodsforlaserbeamwidths,divergenceanglesandbeampropagationratios)注：GB/T26599.1—2011激光和激光相關(guān)設(shè)備激光光束寬度、發(fā)散角和光束傳輸比的試驗(yàn)方法第1部分：無(wú)像散和簡(jiǎn)單像散光束(ISO11146-1:2005.IDT)3.13.2GB/T35351和GB/T41507界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.33.42GB/T43233—20233.5額定激光功率ratedlaserpower激光器制造商規(guī)定的最大輸出功率。3.64設(shè)備維護(hù)。5環(huán)境和操作條件鑒定試驗(yàn)期間的環(huán)境和操作條件應(yīng)符合設(shè)備制造商規(guī)定的范圍，并符合設(shè)備用戶在生產(chǎn)過(guò)程中規(guī)e)成形室壓力；f)氣體純度；應(yīng)符合GB/T43141中激光輻射和防火防爆的規(guī)定。6鑒定試驗(yàn)6.1一般要求設(shè)備鑒定試驗(yàn)應(yīng)至少包括6.2～6.7中規(guī)定的要求。應(yīng)根據(jù)測(cè)量?jī)x器說(shuō)明書使用經(jīng)校準(zhǔn)的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量。激光功率的設(shè)置值應(yīng)與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較。在工作區(qū)域(即在成形室內(nèi))使用經(jīng)校準(zhǔn)的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量。儀器應(yīng)能準(zhǔn)確測(cè)量實(shí)際激光功率范圍。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，建議至少在三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，包括額定激光功率的30%和90%。應(yīng)根據(jù)設(shè)備制造商的規(guī)定執(zhí)行熱機(jī)時(shí)間。功率穩(wěn)定性宜參照ISO11554的規(guī)定進(jìn)行測(cè)量。如果ISO11554不適用，宜按照以下步驟進(jìn)行3GB/T43233—2023測(cè)量：a)如果規(guī)定了熱機(jī)時(shí)間，應(yīng)在熱機(jī)時(shí)間結(jié)束激光功率穩(wěn)定性：1)設(shè)備執(zhí)行熱機(jī)時(shí)間后的最大額定激光功率；c)兩次測(cè)量值之間的偏差不應(yīng)超過(guò)±5%。脈沖激光器特性應(yīng)按照GB/T41572的規(guī)定進(jìn)行測(cè)量，試驗(yàn)項(xiàng)目由合同雙方面垂直。除供需雙方另有約定，激光束特性的評(píng)估應(yīng)按照ISO11146(所有部分)的要求進(jìn)行。應(yīng)對(duì)照成形表面的高度給出z軸束腰位置的值。最小束腰位置可通過(guò)在不同成形平臺(tái)高度(z軸)的測(cè)試板上用激光掃描相同路徑產(chǎn)生的線來(lái)確定。最細(xì)的線的z軸高度值代表焦點(diǎn)位置。熱機(jī)時(shí)間完成后，應(yīng)在額定激光功率的10%、50%和90%下進(jìn)行最小束腰位置穩(wěn)定性的評(píng)估。根據(jù)使用的測(cè)量方法，應(yīng)將該評(píng)估結(jié)果與6.2.5中的評(píng)估結(jié)果和/或6.2.4中的光斑大小評(píng)估結(jié)果進(jìn)行比較。應(yīng)確定激光束相對(duì)于工作平面(場(chǎng)校正)的精度。宜參照以下方法進(jìn)行測(cè)量：——可使用激光在測(cè)試板上按照50條×50條縱橫線構(gòu)成的網(wǎng)格路徑進(jìn)行掃描，以網(wǎng)格左下方的格點(diǎn)為參照點(diǎn)，測(cè)試每個(gè)網(wǎng)格格點(diǎn)的激光束位置與規(guī)定位置的X-Y偏差矢量；應(yīng)在測(cè)試板上按照給定的掃描速度掃描幾何圖形，以確定軌跡精度。附錄A給出了用于軌跡精度試驗(yàn)的幾何圖形示例。應(yīng)記錄掃描速度。宜在最大工作范圍和掃描速度范圍內(nèi)確定軌跡精度的幾何圖形，并用光學(xué)儀器進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)評(píng)估4GB/T43233—2023----不同掃描軌跡之間的重疊區(qū)域(例如輪廓和實(shí)體)。應(yīng)在X和Y方向以及(45±15)方向進(jìn)行掃描速度測(cè)量。測(cè)量的掃描速度可由用戶指定。示例：可通過(guò)成形平臺(tái)上的測(cè)試板上的激光熔道(熔痕)來(lái)確定掃描速度。為此，在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)掃描約除非供需雙方另有約定，測(cè)量的掃描速度與規(guī)定值的最大允許偏差為±5%。約定進(jìn)行額外的交叉校準(zhǔn)。應(yīng)記錄測(cè)量結(jié)果。應(yīng)測(cè)量機(jī)械結(jié)構(gòu)的定位精度和重復(fù)定位精度。應(yīng)在至少五個(gè)成形平臺(tái)高度(0%、25%、50%、75%、100%)處進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)平臺(tái)高度應(yīng)至少進(jìn)行5次連續(xù)移動(dòng)，平臺(tái)在最高位置處空載，在最低位置處承受重量負(fù)載。重量負(fù)載應(yīng)與待加工材料(相對(duì)密度)和承載能力有關(guān)，至少為承載能力的30%。公差應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。應(yīng)在至少五個(gè)供粉平臺(tái)高度(0%、25%、50%、75%、100%)處進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)平臺(tái)高度應(yīng)至少進(jìn)行5次連續(xù)移動(dòng)，平臺(tái)在最高位置處空載，在最低位置處承受重量負(fù)載。應(yīng)根據(jù)待加工材料(相對(duì)密度)和承載能力規(guī)定重量負(fù)載。公差應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。5GB/T43233—2023加熱系統(tǒng)的功能應(yīng)按照設(shè)備用戶的規(guī)定進(jìn)行演示或驗(yàn)證。應(yīng)演示或驗(yàn)證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能。應(yīng)演示或驗(yàn)證系統(tǒng)的安全功能。在鑒定試驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)ISO/ASTM52902制造示例件和/或測(cè)試件。宜考慮以下因素：b)缺陷；c)多余(部分熔融)材料；f)幾何尺寸精度；g)裂縫。不同位置的成形質(zhì)量可通過(guò)成形平臺(tái)上成形區(qū)域來(lái)評(píng)估。圖1是成形區(qū)域評(píng)估的超聲波檢測(cè)示例。宜規(guī)定具體的無(wú)損檢測(cè)方法和步驟。6GB/T43233—2023Y?25025020080%0XY?——信號(hào)功率。圖1成形區(qū)域評(píng)估的超聲波檢測(cè)示例試驗(yàn)裝置：熱線風(fēng)速儀(用來(lái)測(cè)量流體或氣體的速度和方向的裝置)。試驗(yàn)方法：通過(guò)測(cè)量放置在流體或氣流中的導(dǎo)線(被電流加熱)的熱損失來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖2給出了成形平臺(tái)的測(cè)量位置示例。圖2成形平臺(tái)的測(cè)量位置示例如果對(duì)設(shè)備進(jìn)行了改造或?qū)Σ僮鳁l件進(jìn)行了重大變更(如改造、修理或更換關(guān)鍵部件、重新安置設(shè)備),則應(yīng)重新進(jìn)行相關(guān)的鑒定試驗(yàn)。軟件變更可按需重新鑒定設(shè)備。設(shè)備的關(guān)鍵部件包括： ---氣體系統(tǒng)；——光學(xué)系統(tǒng)；7GB/T43233—20237試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)完整記錄試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)報(bào)告(見(jiàn)附錄B中的示例)應(yīng)至少包括以下信息：a)設(shè)備的型號(hào)和名稱；b)設(shè)備序列號(hào)；d)試驗(yàn)范圍(相關(guān)材料和操作限制);e)試驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)第6章；f)試驗(yàn)日期；h)試驗(yàn)人員；k)本文件編號(hào)。GB/T43233—2023(資料性)圖A.1給出了用于軌跡精度試驗(yàn)的幾何圖形。AHAHGBFH→F→E→H→G→F→G→H→E→F。圖A.1用于軌跡精度試驗(yàn)的幾何圖形9GB/T43233—2023(資料性)試驗(yàn)報(bào)告示例表B.1給出了試驗(yàn)報(bào)告的示例。表B.1試驗(yàn)報(bào)告示例金屬材料激光粉末床熔融設(shè)備設(shè)備編號(hào)：設(shè)備制造商：激光器制造商：設(shè)備名稱：激光器名