(高清版)GB∕T 44194-2024 增材制造 金屬粉末再利用技術(shù)規(guī)范

2024-07-24發(fā)布2024-07-24實(shí)施I 13術(shù)語和定義 1 24.1再利用策略 2 24.3過程實(shí)施要點(diǎn) 25粉末再利用策略 2 25.2單次填裝粉末循環(huán)使用(策略1) 25.3每次成形補(bǔ)充原始粉末(策略2) 35.4按照頻率補(bǔ)充原始粉末(策略3) 45.5隔離、遞減消耗且不補(bǔ)充原始粉末(策略4) 5.6隔離、遞減消耗且補(bǔ)充原始粉末(策略5) 6 76.1分類 76.2檢測(cè) 76.3取樣 86.4結(jié)果判定 7粉末再利用過程控制要求 87.1關(guān)鍵變量 8 87.3粉末處理裝置校準(zhǔn)和驗(yàn)證 87.4粉末處理裝置維護(hù) 87.5污染物控制 9 9附錄A(資料性)再利用策略對(duì)比 附錄B(資料性)再利用過程變量 附錄C(資料性)校準(zhǔn)和驗(yàn)證要求 Ⅲ何戈寧、高正江、王健、馬瑞、薛蓮、石磊、戴寧、周瀚森、張學(xué)哲、楊啟云、王林、陳小龍、1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3.3對(duì)回收粉末進(jìn)行的一系列處理，以調(diào)整粉末的顆粒形態(tài)、粒度分布、表面化學(xué)成分和殘留水分等，3.43.5對(duì)回收粉末進(jìn)行篩分、干燥、混合等操作或再處理，使其滿足適用的粉末規(guī)范以用于下一成形周2應(yīng)在相關(guān)文件中明確粉末再利用策略，推薦的再利用策略見第5章，再利用策略的選取可參考4.3.1實(shí)施過程應(yīng)進(jìn)行控制，包括關(guān)鍵變量、工藝環(huán)境、粉末處理裝置校準(zhǔn)和驗(yàn)證、粉末處理裝置維填裝收集5.2單次填裝粉末循環(huán)使用(策略1)3否是篩分合格檢測(cè)5.3每次成形補(bǔ)充原始粉末(策略2)4填裝檢測(cè)合格5.4按照頻率補(bǔ)充原始粉末(策略3)5回收率合格檢測(cè)(按需)補(bǔ)充原始粉末是5.5隔離、遞減消耗且不補(bǔ)充原始粉末(策略4)6隔離隔離粉末隔離粉末2隔離粉末1篩分/混合(或再處理)(按需)檢測(cè)5.6隔離、遞減消耗且補(bǔ)充原始粉末(策略5)7填裝回收隔離粉末隔離粉末2隔離粉末1檢測(cè)不合格廢粉篩分/混合(或再處理)再利用粉末1.1(按需)再利用粉末1.2補(bǔ)充原始粉末(按需)合格檢測(cè)不合格廢粉6.1.2再利用粉末檢測(cè)：對(duì)完成所有處理，即將用于下一個(gè)成形周期的粉末進(jìn)行的檢測(cè)。若再利用過程不進(jìn)行混合操作，則回收粉末檢測(cè)即為再利用粉末檢測(cè)。6.1.3制件檢測(cè)：對(duì)增材制造成形制件進(jìn)行的檢測(cè)。6.2.1應(yīng)有文件對(duì)增材制造粉末再利用過程需要執(zhí)行的檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)時(shí)機(jī)和檢測(cè)頻率等進(jìn)行規(guī)定，并明確檢測(cè)分類。進(jìn)行檢測(cè)的項(xiàng)目宜至少包含化學(xué)成分、粒度分布、松裝密度、流動(dòng)性、夾雜。對(duì)于化學(xué)成分檢測(cè)，經(jīng)過驗(yàn)證后可降低檢測(cè)頻率，或設(shè)定關(guān)鍵元素，每次再利用只檢測(cè)關(guān)鍵元素含量。6.2.2再利用粉末一般應(yīng)滿足原始粉末的粉末標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范要求，當(dāng)不滿足要求時(shí)不可繼續(xù)再利用。6.2.3必要時(shí)可追加制件檢測(cè)要求作為判定粉末是否可繼續(xù)再利用的補(bǔ)充要求，檢測(cè)項(xiàng)目一般根據(jù)相應(yīng)制件驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)確定。86.3.1所有測(cè)試要求的粉末樣品均應(yīng)按照GB/T39251—2020中第4章的規(guī)定進(jìn)行取樣。7.2.2如果處理過程使用保護(hù)氣體，應(yīng)有文件對(duì)氣體成分進(jìn)行規(guī)定和記錄，并保證氣體輸送輔助設(shè)備(包括輸送氣體管道)的清潔度。9——粉末回收方法(手動(dòng)、自動(dòng)或氣動(dòng))和專用工具要求；——包裝(運(yùn)至第三方和/或隔離存儲(chǔ)位置時(shí));7.6.2粉末回收后若需進(jìn)行粉末隔離，應(yīng)制定粉末標(biāo)識(shí)方法以區(qū)分每批回收粉末，若粉末來自多臺(tái)設(shè)7.6.4按照再利用策略進(jìn)行粉末混合時(shí)，應(yīng)記錄混合粉末的具體信息，至少應(yīng)包括待混合粉末循環(huán)次數(shù)等信息，宜對(duì)混合后的粉末進(jìn)行新的標(biāo)識(shí)。不應(yīng)將不滿足粉末規(guī)范的粉末(例如，成分或粒度(資料性)再利用策略優(yōu)缺點(diǎn)推薦應(yīng)用場(chǎng)景策略1優(yōu)點(diǎn)：無需頻繁補(bǔ)充原始粉末。缺點(diǎn)：每次成形后均回收所有區(qū)域粉末并進(jìn)行處理，成形周期較短時(shí)每次處理粉末量較大適用于單次成形粉末需求量大，但實(shí)際消耗少，且制件性能要求較低的零件。首次填裝粉末量：根據(jù)成形設(shè)備給料區(qū)大小確定粉末填裝量，一般為裝滿給料區(qū)策略2優(yōu)點(diǎn)：便于進(jìn)行粉末管理、過程追溯和生產(chǎn)準(zhǔn)備，如果粉末循環(huán)中能保證材料性能不發(fā)生劣化，可以有效避免產(chǎn)生過多廢粉。缺點(diǎn)：每次成形后均回收所有區(qū)域粉末并進(jìn)行處理，多次使用后氧化的粉末顆粒可能會(huì)被熔融或燒結(jié)為零件實(shí)體適用于每次成形消耗金屬粉末量較為固定的場(chǎng)景。首次填裝粉末量：每次成形僅填裝一次成形所需粉末量策略3優(yōu)點(diǎn)：無需每次成形后補(bǔ)充原始粉末，可降低每次成形的準(zhǔn)備時(shí)間。缺點(diǎn)：每次回收的粉末未與原始粉末進(jìn)行混合，打印零件存在新、舊粉末分層區(qū)域，可能存在化學(xué)成分、力學(xué)性能差異等問題適用于給料區(qū)容量大，且每次成形粉末需求量小、消耗量固定的場(chǎng)景，尤其適用于具備自動(dòng)篩分和篩后填裝粉末功能的設(shè)備。首次填裝粉末量：根據(jù)成形設(shè)備給料區(qū)大小和成形一次零件的粉末需求量以及每次成形消耗量確定，一般為成形一次零件的粉末需求量與每次成形消耗量的整數(shù)倍之和策略4優(yōu)點(diǎn)：集中大量使用過的粉末進(jìn)行篩分或再處理，可提高粉末處理效率、降低處理成本。缺點(diǎn)：需要足夠的粉末存儲(chǔ)空間，并進(jìn)行存儲(chǔ)環(huán)境控制，以最大限度降低隔離期間粉末質(zhì)量的劣化適用于多臺(tái)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行批量生產(chǎn)，且具有大型篩分、混合設(shè)備的場(chǎng)景。首次填裝粉末量：可根據(jù)實(shí)際情況，從策略1～策略3中選擇一種填裝粉末量策略5優(yōu)點(diǎn)：同策略4。此外，再利用過程中補(bǔ)充原始粉末，可保證批量生產(chǎn)時(shí)可運(yùn)行的成形設(shè)備數(shù)量不會(huì)隨回收粉末量的減少而減少。缺點(diǎn)：需要足夠的粉末存儲(chǔ)空間，并進(jìn)行存儲(chǔ)環(huán)境控制，以最大限度降低隔離期間粉末質(zhì)量的劣化適用于多臺(tái)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行批量生產(chǎn)，且具有大型篩分、混合設(shè)備的場(chǎng)景。首次填裝粉末量：可根據(jù)實(shí)際情況，從策略1～策(資料性)表B.1粉末回收過程的變量回收類型變量說明對(duì)過程的影響手動(dòng)回收手動(dòng)回收回收環(huán)境若回收過程使用保護(hù)氣體，應(yīng)規(guī)定氣體的成分、溫度、含水量、純度以及流速等潮濕的環(huán)境可能會(huì)促使粉末含水量上升、活性材料氧化；材料和加工環(huán)境的相互作用可能會(huì)危及操作人員的安全回收工具粉末處理工具的許用材料；回收工具的專用性工具不應(yīng)使用磨損或剝落后會(huì)對(duì)粉末造成污染的材料；不同材料使用同一回收工具會(huì)造成交叉污染機(jī)械回收裝備硬件配置回收系統(tǒng)的整體配置，包括制造商、型號(hào)、序列號(hào)等硬件要求可能影響過程的穩(wěn)定性回收環(huán)境若回收過程使用保護(hù)氣體，應(yīng)規(guī)定氣體的成分、溫度、濕度、純度以及流速等潮濕的環(huán)境可能會(huì)促使粉末含水量上升、活性材料氧化；材料和加工環(huán)境的相互作用可能會(huì)危及操作人員的安全自動(dòng)清粉裝置裝備硬件配置清粉系統(tǒng)的整體配置，包括制造商、型號(hào)、序列號(hào)等硬件要求可能影響過程的穩(wěn)定性回收環(huán)境若回收過程使用保護(hù)氣體，應(yīng)規(guī)定氣體的成分、溫度、濕度、純度以及流速等潮濕的環(huán)境可能會(huì)促使粉末含水量上升、活性材料氧化；材料和加工環(huán)境的相互作用可能會(huì)危及操作人員的安全粉末溫度回收粉末時(shí)的溫度粉末溫度過高會(huì)影響清理過程中零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；高溫粉末可能會(huì)對(duì)裝置硬件造成影響裝置振動(dòng)頻率和振幅(若適用)對(duì)在基板上的零件進(jìn)行振動(dòng)以清除松散的粉末顆粒施加頻率和振幅過高可能會(huì)超過或降低精細(xì)特征強(qiáng)度并損壞零件結(jié)構(gòu)裝置運(yùn)動(dòng)控制(若適用)對(duì)于振動(dòng)清除粉末的裝置，其許用的操作和控制系統(tǒng)的硬件、軟件、固件及可編程控制模塊根據(jù)零件的幾何形狀，可能需要特定的程序控制振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等操作，以從零件內(nèi)部的隱蔽位置去除粉末。若無法保證從零件中清除粉末的清潔度，該粉末應(yīng)廢棄處理表B.2粉末篩分過程的變量篩分類型變量說明對(duì)過程的影響手動(dòng)篩分篩網(wǎng)尺寸篩網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸，一般用目數(shù)或微米表示限制篩分過程中能通過的顆粒大小篩網(wǎng)材料非金屬或金屬網(wǎng)狀纖維不同材質(zhì)篩網(wǎng)的磨損率不同，且會(huì)隨時(shí)間的推移而劣化篩網(wǎng)壽命篩網(wǎng)的使用時(shí)間(h)或過粉量(kg),用以限定篩網(wǎng)的使用時(shí)間。篩網(wǎng)面的磨損和使用壽命可通過處理的粉末量進(jìn)行追溯不同材質(zhì)篩網(wǎng)的磨損率不同，會(huì)使網(wǎng)孔尺寸增大；篩網(wǎng)會(huì)隨時(shí)間的推移而劣化，從而脫落產(chǎn)生污染物篩分過程環(huán)境若使用氣體保護(hù)進(jìn)行篩分，應(yīng)規(guī)定氣體的成分、溫度、濕度、純度以及流速等潮濕的環(huán)境可能會(huì)促使粉末含水量上升、活性材料氧化；材料和加工環(huán)境的相互作用可能會(huì)危及操作人員的安全表B.2粉末篩分過程的變量(續(xù))篩分類型變量說明對(duì)過程的影響機(jī)械篩分裝備硬件配置篩分系統(tǒng)的整體配置，包括制造商、型號(hào)、序列號(hào)等硬件要求可能影響過程的穩(wěn)定性篩網(wǎng)尺寸篩網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸，一般用目數(shù)或微米表示限制篩分過程中能通過的顆粒大小篩網(wǎng)材料非金屬或金屬網(wǎng)狀纖維不同材質(zhì)篩網(wǎng)的磨損率不同，且會(huì)隨時(shí)間的推移而劣化篩網(wǎng)壽命篩網(wǎng)的使用時(shí)間(h)或過粉量(kg),用以限定篩網(wǎng)的使用時(shí)間。篩網(wǎng)面的磨損和使用壽命可通過處理的粉末量進(jìn)行追溯不同材質(zhì)篩網(wǎng)的磨損率不同，會(huì)使網(wǎng)孔尺寸增大；篩網(wǎng)會(huì)隨時(shí)間的推移而劣化，從而脫落產(chǎn)生污染物篩分過程環(huán)境若使用氣體保護(hù)進(jìn)行篩分，應(yīng)規(guī)定氣體的成分、溫度、濕度、純度以及流速等潮濕的環(huán)境可能會(huì)促使粉末含水量上升、活性材料氧化；材料和加工環(huán)境的相互作用可能會(huì)危及操作人員的安全超聲波傳感器設(shè)置振動(dòng)篩網(wǎng)并協(xié)助篩分的超聲波振動(dòng)頻率振動(dòng)頻率會(huì)影響篩分過程效率，并在一定程度影響篩網(wǎng)使用壽命機(jī)械振動(dòng)設(shè)置機(jī)械振動(dòng)頻率、電機(jī)質(zhì)量、位置等機(jī)械振動(dòng)設(shè)置會(huì)影響分離過程效率粉末進(jìn)料率單位時(shí)間落入篩網(wǎng)面的粉末量(kg)進(jìn)料速率需要較慢，以防大量堵塞篩網(wǎng)，或?qū)Y網(wǎng)面施加過大重量造成過早變形降低使用壽命，但進(jìn)料速率過慢也會(huì)影響篩分效率表B.3粉末混合過程的變量混合類型變量說明對(duì)過程的影響手動(dòng)混合混合環(huán)境若使用氣體保護(hù)進(jìn)行混合，應(yīng)規(guī)定氣體的成分、溫度、濕度、純度以及流速等潮濕的環(huán)境可能會(huì)促使粉末含水量上升、活性材料氧化；材料和加工環(huán)境的相互作用可能會(huì)危及操作人員的安全工具材料粉末混合處理工具的允用材料；回收工具的專用性工具不應(yīng)使用磨損或剝落后會(huì)對(duì)粉末造成污染的材料；不同材料使用同一工具可能造成交叉污染混合方法定義手動(dòng)操作指令并進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)均勻混合最大限度地降低偏置混合或不完全混合造成的不均勻風(fēng)險(xiǎn)混合時(shí)間進(jìn)行單次混合操作的時(shí)間混合時(shí)間會(huì)影響粉末的混合均勻性機(jī)械混合裝備硬件配置混合系統(tǒng)的整體配置，包括制造商、型號(hào)、序列號(hào)等硬件要求可能影響過程的穩(wěn)定性混合環(huán)境若使用氣體保護(hù)進(jìn)行混合，應(yīng)規(guī)定氣體的成分、溫度、濕度、純度以及流速等潮濕的環(huán)境可能會(huì)促使粉末含水量上升、活性材料氧化；材料和加工環(huán)境的相互作用可能會(huì)危及操作人員的安全混粉裝置速度混粉裝置旋轉(zhuǎn)速度混粉裝置轉(zhuǎn)速將影響粉末的混合質(zhì)量混合時(shí)間進(jìn)行單次混合操作的時(shí)間混合時(shí)間會(huì)影響粉末的混合均勻性混粉裝置溫度(若適用)混粉裝置溫度可能影響粉末的含水量或吸氧率干燥類型變量說明對(duì)過程的影響真空干燥裝備硬件配置真空干燥系統(tǒng)的整體配置，包括制造商、型號(hào)、序列號(hào)等硬件要求可能影響過程的穩(wěn)定性真空度在干燥期間實(shí)現(xiàn)并保持真空度真空度會(huì)影響粉末的最終水分或揮發(fā)性有機(jī)化合物含量干燥溫度進(jìn)行粉末干燥的溫度過高的溫度可能會(huì)導(dǎo)致粉末結(jié)塊等干燥時(shí)間真空爐或烘箱單次干燥操作的時(shí)間干燥時(shí)間將影響粉末的最終含水量(資料性)處理過程粉末回收保護(hù)氣體壓力和流速(適用時(shí))壓縮空氣壓力設(shè)備動(dòng)力及穩(wěn)定性氣體環(huán)境傳感設(shè)備(適用時(shí)