《上置式供粉金屬粉末床激光熔融成形機(jī)床 技術(shù)規(guī)范》

1JB/T14970—202X上置式供粉金屬粉末床激光熔融成形機(jī)床通用技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了上置式供粉金屬粉末床激光熔融成形機(jī)床的安全防護(hù)與環(huán)境保護(hù)、零部件質(zhì)量要求、外觀質(zhì)量要求和性能要求，描述了運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、精度測(cè)試和加工性能測(cè)試方法，規(guī)定了檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸與貯存。本文件適用于采用上置式供粉系統(tǒng)的金屬粉末床激光熔融成形機(jī)床的制造。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/T1033.1塑料非泡沫塑料密度的測(cè)定第1部分：浸漬法、液體比重瓶法和滴定法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/T5226.34—2020機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第34部分：機(jī)床技術(shù)條件GB/T7932氣動(dòng)對(duì)系統(tǒng)及其元件的一般規(guī)則和安全要求GB/T9061金屬切削機(jī)床通用技術(shù)條件GB/T9969工業(yè)產(chǎn)品使用說明書總則GB/T13384機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(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GB15577粉塵防爆安全規(guī)程GB/T17421.1機(jī)床檢驗(yàn)通則第1部分：在無(wú)負(fù)荷或精加工條件下機(jī)床的幾何精度GB/T17421.2機(jī)床檢驗(yàn)通則第2部分：數(shù)控軸線的定位精度和重復(fù)定位精度的確定GB/T17421.5機(jī)床檢驗(yàn)通則第5部分：噪聲發(fā)射的確定GB/T18490.1機(jī)械安全激光加工機(jī)第1部分：通用安全要求GB/T18569.1機(jī)械安全減小由機(jī)械排放的有害物質(zhì)對(duì)健康的風(fēng)險(xiǎn)第1部分：用于機(jī)械制造商的原則和規(guī)范GB/T23570金屬切削機(jī)床焊接件通用技術(shù)條件GB/T25373金屬切削機(jī)床裝配通用技術(shù)條件GB/T25376金屬切削機(jī)床機(jī)械加工件通用技術(shù)條件GB25493以激光為加工能量的快速成形機(jī)床安全防護(hù)技術(shù)要求GB/T26220工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)與集成機(jī)床數(shù)值控制數(shù)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件GB/T32218真空技術(shù)真空系統(tǒng)漏率測(cè)試方法GB/T35351增材制造術(shù)語(yǔ)GB/T39128機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)人機(jī)界面GB/T39254增材制造金屬制件機(jī)械性能評(píng)價(jià)通則GB/T39329增材制造測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試件精度檢驗(yàn)JB/T8356機(jī)床包裝通用技術(shù)條件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上置式供粉powdertop-feeding供粉裝置位于成形工作臺(tái)面的上方，自上而下供應(yīng)粉末的方式。2JB/T14970—202X3.2定量供粉機(jī)構(gòu)powderquantificationandfeedingunit按照層厚需求提供相應(yīng)量粉末的機(jī)構(gòu)。3.3儲(chǔ)粉斗powderstoragehopper用于儲(chǔ)存定量供粉機(jī)構(gòu)所需粉末的容器。4安全防護(hù)與環(huán)境保護(hù)4.1上置式供粉金屬粉末床激光熔融成形機(jī)床（以下簡(jiǎn)稱“機(jī)床”）安全防護(hù)應(yīng)符合GB25493和GB/T18490.1的要求。4.2機(jī)床電氣安全應(yīng)符合GB/T5226.1和GB/T5226.34—2020的要求。4.3機(jī)床控制系統(tǒng)的安全應(yīng)符合GB/T5226.34—2020中附錄A的要求。4.4機(jī)床在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)符合GB/T18569.1中的規(guī)定，考慮其排放有害性物質(zhì)對(duì)健康造成的風(fēng)險(xiǎn)，采取抑制和防護(hù)措施。機(jī)床應(yīng)配備排放接口，供用戶外接煙塵處理系統(tǒng)。4.5如果根據(jù)機(jī)床的使用要求需要采取粉塵防爆措施，應(yīng)按照GB15577的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。5零部件質(zhì)量要求5.1機(jī)床的零件的加工表面不應(yīng)有銹蝕、毛刺、磕痕、劃痕和其他缺陷。5.2絲桿、導(dǎo)軌等易被粉塵污染的零部件應(yīng)設(shè)置防塵裝置。5.3運(yùn)動(dòng)中有可能松脫的零部件應(yīng)設(shè)置防松裝置。5.4升降機(jī)構(gòu)、鋪粉機(jī)構(gòu)等往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)采取可靠的限位措施，運(yùn)動(dòng)軸應(yīng)設(shè)置機(jī)械或光學(xué)等限位裝置。5.5床身、成形平臺(tái)等重要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件應(yīng)做消除內(nèi)應(yīng)力處理。5.6金屬外露表面應(yīng)做表面防氧化處理。5.7各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)副、導(dǎo)軌副、激光器及掃描振鏡（包含場(chǎng)鏡或動(dòng)態(tài)聚焦鏡）等主要零部件應(yīng)滿足機(jī)床設(shè)計(jì)要求。5.8激光器、掃描振鏡和光學(xué)鏡片應(yīng)采取防塵、隔振、散熱等保護(hù)措施。5.9上置式供粉管道在成形室出口處與成形室壁之間應(yīng)采取密封措施。5.10定量供粉機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)、無(wú)阻滯，靜態(tài)時(shí)無(wú)粉末泄漏。5.11零部件的裝配、機(jī)床的總裝以及機(jī)械加工件應(yīng)符合GB/T25373中的規(guī)定。5.12焊接件應(yīng)符合GB/T23570中的規(guī)定。5.13氣動(dòng)元件應(yīng)符合GB/T7932中的規(guī)定。6外觀質(zhì)量要求6.1機(jī)床表面不應(yīng)有劃傷及凹陷、裂縫、污垢和變形等。表面涂覆層應(yīng)均勻，不應(yīng)有起泡、龜裂、脫落、磨損和其他機(jī)械損傷。外露的焊縫應(yīng)平直、均勻。6.2機(jī)床外觀質(zhì)量還應(yīng)符合GB/T9061中的規(guī)定，機(jī)床零、部件外露結(jié)合面的邊緣應(yīng)整齊、勻稱，除設(shè)計(jì)允許外不應(yīng)有明顯的錯(cuò)位，錯(cuò)位量和錯(cuò)位不均勻稱量應(yīng)符合表1的規(guī)定；機(jī)床的門、蓋與機(jī)床的結(jié)3JB/T14970—202X合面應(yīng)貼合，貼合縫隙值宜符合表1的規(guī)定；機(jī)床的電氣柜、電氣箱等的門、蓋周邊與其相關(guān)件的縫隙應(yīng)均勻，縫隙不均勻值應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1機(jī)床外觀質(zhì)量要求L≤500L＞3150234523423452347性能要求7.1機(jī)械運(yùn)動(dòng)7.1.1Z軸升降運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)順暢，運(yùn)動(dòng)限位應(yīng)準(zhǔn)確可靠。7.1.2定量供粉機(jī)構(gòu)、鋪粉機(jī)構(gòu)等運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)順暢，運(yùn)動(dòng)的啟停應(yīng)靈活可靠。7.2激光器與外光路7.2.1激光器的最大輸出功率不應(yīng)小于技術(shù)文件規(guī)定的額定激光輸出功率。7.2.2激光器的輸出功率波動(dòng)率不應(yīng)超過±3%。7.2.3激光器的光束質(zhì)量應(yīng)符合技術(shù)文件的規(guī)定。7.2.4外光路的功率損耗不應(yīng)超過5%。7.3掃描振鏡7.3.1掃描振鏡的光斑定位誤差不應(yīng)超過±100μm。7.3.2掃描振鏡的光斑重復(fù)定位誤差不應(yīng)超過20μm。7.4氣氛保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，將成形室的氧含量控制在設(shè)定范圍內(nèi)，氧含量超過設(shè)定范圍時(shí)自動(dòng)報(bào)警。7.5控制系統(tǒng)7.5.1控制系統(tǒng)應(yīng)符合GB/T26220的要求，應(yīng)有實(shí)時(shí)監(jiān)控、日志反饋、文件讀入、模型布局、成形參數(shù)設(shè)置、過程模擬和顯示、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)、激光器保護(hù)等功能。7.5.2控制系統(tǒng)人機(jī)界面應(yīng)符合GB/T39128的要求，實(shí)時(shí)顯示的信息應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：a)當(dāng)前位置，b)當(dāng)前層數(shù)，c)成形層厚，d)成形室氧含量，e)成形室氣壓，f)報(bào)警信息，g)循環(huán)氣體參數(shù)，h)粉末余量。4JB/T14970—202X7.5.3機(jī)床運(yùn)行發(fā)生包括但不限于以下異常情況時(shí)，控制系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)報(bào)警并記錄異常信息：a)激光器故障，b)掃描振鏡故障，c)機(jī)械故障，d)門鎖開啟，e)粉末量不足，f)成形室氧含量超標(biāo)，g)循環(huán)氣體參數(shù)異常。8運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)8.1空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)按表2進(jìn)行。表2機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)項(xiàng)目1高速度的50%）及高速（最高速度的80%）變換，試驗(yàn)其運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和功能的可靠性。同時(shí)，對(duì)上述運(yùn)動(dòng)按照全行程的10%的完成全行程運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，到限位點(diǎn)即停，驗(yàn)證2Z軸升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及限位試驗(yàn)3最大XY成形尺寸的20%、50%、80%的矩形，并4通電后檢查各指示燈、顯示器、繼電器等的工作狀態(tài)是否正常，5678關(guān)閉機(jī)床成形室的艙門，將技術(shù)文件規(guī)定壓力的惰性氣體源接入機(jī)床的進(jìn)氣口，啟動(dòng)機(jī)床的惰性氣體保護(hù)功能，成形室內(nèi)的氧含5JB/T14970—202X表2機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)項(xiàng)目（續(xù)）9d)找出壓力隨時(shí)間變化曲線的線性段，并在線性段上取兩點(diǎn)A(t1,P1,T1)和B(t2,P2,T2)，t2-t1≥300s，被檢TT8.2負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)8.2.1制件效率試驗(yàn)成形一個(gè)長(zhǎng)20mm、寬20mm、高H的長(zhǎng)方體。當(dāng)機(jī)床成形高度≥50mm時(shí)，應(yīng)選取H=50mm；當(dāng)機(jī)床成形高度＜50mm時(shí)，應(yīng)選取H=機(jī)床最大成形高度。由于分層厚度的不同，導(dǎo)致成形速度差異較大，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)量總成形時(shí)間與成形速度的計(jì)算見式（2）：v=H/T…………（1）式中：v——成形速度（mm/min），應(yīng)滿足技術(shù)文件的要求；H——成形長(zhǎng)方體高度（mmT——成形時(shí)間（min）。8.2.2連續(xù)成形制件試驗(yàn)連續(xù)成形制件8h以上，機(jī)床無(wú)停止和故障；如果按技術(shù)文件規(guī)定的最大成形尺寸成形時(shí)，總加工時(shí)長(zhǎng)仍不足8h，按技術(shù)文件規(guī)定的最大成形尺寸試驗(yàn)，結(jié)果應(yīng)滿足技術(shù)文件的要求。8.2.3最大成形尺寸試驗(yàn)按照機(jī)床設(shè)計(jì)的最大成形尺寸成形試件，測(cè)量實(shí)際成形的最大零件尺寸，結(jié)果應(yīng)滿足技術(shù)文件的要8.2.4最小層厚試驗(yàn)按照機(jī)床設(shè)計(jì)的最小層厚進(jìn)行鋪粉，鋪設(shè)50層，利用高度尺測(cè)量粉床的總厚度，計(jì)算得出平均最小層厚，結(jié)果應(yīng)滿足技術(shù)文件的要求。9精度測(cè)試機(jī)床運(yùn)動(dòng)軸的幾何精度和定位、重復(fù)定位精度按GB/T17421.1和GB/T17421.2的描述進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果應(yīng)滿足技術(shù)文件的要求。6JB/T14970—202X10加工性能測(cè)試10.1試件精度機(jī)床成形的試件精度按GB/T39329的描述進(jìn)行測(cè)試。10.2試件力學(xué)性能試件的力學(xué)性能按GB/T39254的描述進(jìn)行測(cè)試。10.3試件密度試件的密度按附錄A的描述進(jìn)行測(cè)試。11檢驗(yàn)規(guī)則11.1概述機(jī)床各項(xiàng)目的檢驗(yàn)類型根據(jù)不同情況而定：a)出廠檢驗(yàn)——制造商在機(jī)床出廠前的檢驗(yàn)；b)過程檢驗(yàn)——制造商在機(jī)床生產(chǎn)過程中的檢驗(yàn)或零部件供應(yīng)商的出廠檢驗(yàn)；c)使用檢驗(yàn)——用戶在機(jī)床使用過程中的檢驗(yàn)。11.2檢驗(yàn)原則每一臺(tái)機(jī)床都應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)工作在生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行，滿足要求的機(jī)床方可出廠。11.3檢驗(yàn)項(xiàng)目機(jī)床的檢驗(yàn)應(yīng)按表3進(jìn)行。表3機(jī)床檢驗(yàn)項(xiàng)目14是25是3是4是57是6是7否89是9否12標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸與貯存12.1標(biāo)志12.1.1機(jī)床銘牌應(yīng)至少包含產(chǎn)品名稱、型號(hào)、電源、功率、產(chǎn)地、生產(chǎn)日期、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)等內(nèi)容。12.1.2使用說明書中的文字、符號(hào)和標(biāo)志應(yīng)符合GB/T9969的要求。12.2包裝12.2.1機(jī)床包裝應(yīng)符合GB/T13384和JB/T8356的要求。12.2.2激光器、掃描振鏡及專用的功率計(jì)（可選）等可采用生產(chǎn)企業(yè)的原始包裝或按照其原始包裝方7JB/T14970—202X式進(jìn)行包裝。12.3運(yùn)輸12.3.1機(jī)床應(yīng)有便于拆裝運(yùn)輸?shù)钠鸬跹b置。12.3.2機(jī)床應(yīng)符合鐵路、公路、水路運(yùn)輸和機(jī)械化裝載的規(guī)定。12.3.3運(yùn)輸過程中，應(yīng)有防壓、防震、防潮、防雨和防塵措施。12.3.4激光器、掃描振鏡如獨(dú)立包裝，應(yīng)符合防震、防雨和防塵的運(yùn)輸要求。12.4貯存12.4.1機(jī)床應(yīng)貯存在通風(fēng)、干燥的室內(nèi)環(huán)境中。12.4.2環(huán)境中不得有易燃、易爆的產(chǎn)品及有腐蝕性的化學(xué)物品，并且應(yīng)無(wú)強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)、沖擊或強(qiáng)磁場(chǎng)作用。12.4.