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发布时间：2021-04-21 热度：
近几年已经有非常多的增材制造标准陆续发布，从设计指南到材料、工艺、设备、测试以及从业人员资格认证等覆盖范围非常广泛。实际上诸多的标准在目前情况下仍处于探索阶段，随着人们对这项技术的认知逐步加深，相关的标准也在不断完善。
本期，我们列举标准化领域的两大权威组织——ASTM International以及国际标准化组织（ISO）已发布的增材制造标准，并介绍SAE和国内目前正在制定和已发布的标准。
ASTM：致力于完善增材制造标准体系
ASTM于2009年成立了ASTM F42，是最早成立的增材制造技术委员会的标准化协会组织。其主要目标是制定增材制造材料、产品、系统和服务等领域的特性和性能标准、试验方法和程序标准，促进增材制造技术推广与产业发展。
2012年，ASTM F42发布了F2792-12a增材制造术语标准，并于2015年与ISO合作对该标准进行了修订，发布了第一份ISO/ASTM联合标准，对增材制造技术推广及产业发展中的术语与定义进行了规范。截至目前，其制定的标准规范如下：
应用
指定 标题 ISO / ASTM52942-20 增材制造—任职资格—航空航天粉末床激光熔融设备操作员 设计 指定 标题 F3413-19 增材制造指南—设计—定向能量沉积 ISO / ASTM52910-18 增材制造—设计—要求，指南和建议 ISO / ASTM52911-1-19 增材制造—设计—第1部分：金属粉末床激光熔融 ISO / ASTM52911-2-19 增材制造—设计—第2部分：聚合物粉末床激光熔融 ISO / ASTM52915-20 增材制造文件格式规范（AMF）1.2版 材料与工艺 指定 标题 F2924-14 用于粉末床熔融增材制造的Ti6Al4V标准规范 F3001-14 用于粉末床熔融增材制造的Ti6Al4V ELI标准规范 F3049-14 用于增材制造过程的金属粉末特性表征的标准指南 F3055-14a 用于粉末床熔融增材制造的镍基合金（UNS N07718）的标准规范 F3056-14E1 用于粉末床熔融增材制造的镍基合金（UNS N06625）的标准规范 F3091/F3091M-14 塑料材料粉末床熔融标准规范 F3184-16 用于粉末床熔融增材制造的不锈钢合金（UNS S31603）的标准规范 F3187-16 金属定向能量沉积标准指南 F3213-17 增材制造标准–成品性能–通过粉末床熔融工艺制备Co28Cr6Mo的标准规范 F3301-18A 增材制造标准–后处理方法–通过粉末床熔融工艺制造的金属零件的热处理标准规范 F3302-18 增材制造标准–成品性能–通过粉末床容易制备钛合金的标准规范 F3318-18 增材制造标准–成品性能–通过粉末床激光熔融工艺制备AlSi10Mg的标准规范 F3434-20 增材制造指南–用于生产制造的粉末床激光熔融设备的安装/操作和性能鉴定（IQ / OQ / PQ） ISO / ASTM52901-16 增材制造标准指南–一般原则–采购AM零件的要求 ISO / ASTM52904-19 增材制造–工艺特性和性能：满足关键应用的金属粉末床熔融工艺规程 ISO / ASTM52903-20 增材制造—基于材料挤出的塑料材料增材制造—第1部分：原料 术语 指定 标题 ISO / ASTM52900-15 增材制造的标准术语-一般原则-术语 测试方法 指定 标题 F2971-13 增材制造所准备的测试样品报告数据的标准规范 F3122-14 通过增材制造工艺制造的金属材料的机械性能评估标准指南 ISO / ASTM52902-19 增材制造—测试工件—增材制造系统的打印能力评估 ISO / ASTM52921-13（2019） 增材制造—标准术语—坐标系和测试方法 ISO / ASTM52907-19 增材制造—原料—金属粉末特性的表征方法 国际标准化组织（ISO）于2011年创建ISO/TC 261增材制造标准化技术委员会，它的工作范围是：在增材制造（AM）领域内进行标准化工作，涉及相关工艺、术语和定义、过程链（硬件和软件）、试验程序、质量参数、供应协议和所有的基础共性技术。ISO/TC 261创建当年就与ASTM F42签署合作协议，共同开展增材制造技术领域的标准化工作。2013年，ISO/TC 261与ASTM F42共同发布了一份“增材制造标准制定联合计划”，该计划包含了AM标准的通用结构/层次结构，以实现由任何一方所发起的项目都能实现一致性。增材制造标准F42定期审查和更新。2016年，又对该结构进行了修订。 指定 标题 ISO/TC 261/JG 52 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：标准测试工件 ISO/TC 261/JG 54 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：设计基础 ISO/TC 261/JG 55 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：材料挤出增材制造标准规范 ISO/TC 261/JG 56 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：金属粉末床熔融工艺标准做法，以满足刚性质量要求 ISO/TC 261/JG 57 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：特定流程的设计准则和标准 ISO/TC 261/JG 58 ISO/TC 261-ASTM F 42 联合组：粉末床熔融金属部件的认证、质量保证和后处理 ISO/TC 261/JG 59 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：AM零件的无损检测技术 ISO/TC 261/JG 60 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：增材制造+无损检测和评估 ISO/TC 261/JG 61 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：AM零件机械性能各向异性效应指南 ISO/TC 261/JG 62 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：用于进行增材制造循环研究的指南 ISO/TC 261/JG 63 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：AM用粉末特性测试方法 ISO/TC 261/JG 64 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：增材制造文件格式（AMF） ISO/TC 261/JG 66 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：金属粉末技术规范 ISO/TC 261/JG 67 ISO/TC 261-ASTM F 42 联合组：功能梯度增材制造零件设计技术报告 ISO/TC 261/JG 68 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：3D 打印机环境与职业健康安全管理体系 ISO/TC 261/JG 69 ISO/TC 261-ASTM F 42 联合组：金属材料环境与职业健康安全管理体系 ISO/TC 261/JG 70 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：优化的医学图像数据 ISO/TC 261/JG 71 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：粉末质量保证 ISO/TC 261/JG 72 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：机器-生产工艺认证 ISO/TC 261/JG 73 ISO/TC 261-ASTM F 42 联合组：数字产品定义和数据管理 ISO/TC 261/JG 74 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：人员资格鉴定 ISO/TC 261/JG 75 ISO/TC 261-ASTM F 42 联合组：增材制造中心工业合格评定 ISO/TC 261/JG 76 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：ISO 17296-3 和 ASTM F3122-14 的修订版 ISO/TC 261/JG 77 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：金属铸件砂型试验方法 ISO/TC 261/JG 78 联合 ISO/TC 261-ASTM F 42 组：AM-机器安全 ISO/TC 261/JG 79 联合 ISO/TC 261- ASTM F 42 组：汽车应用中AM工艺认证 ISO/TC 261/JWG 10 ISO/TC 261 - ISO/TC 44/SC 14 WG：航空航天应用中的增材制造 ISO/TC 261/JWG 11 联合 ISO/TC 261 - ISO/TC 61/SC 9 WG：塑料材料增材制造 ISO/TC 261/WG 1 术语 ISO/TC 261/WG 2 工艺、系统和材料 ISO/TC 261/WG 3 测试方法和质量规范 ISO/TC 261/WG 4 数据和设计 ISO/TC 261/WG 6 环境、健康和安全 目前，ISO TC261和ASTM F42编制中的标准40余项，从增材制造的材料与工艺、测试方法、设计、安全防护等多方面开展标准化工作，进一步完善增材制造标准体系，对于增材制造标准化工作起到了重要的作用与意义。 SAE：为美国联邦航空管理局制定增材制造标准
2015年7月，SAE成立了AMS-AM技术委员会，负责编制和维护与增材制造相关的航空航天材料和工艺规范标准以及相关的技术报告。2015年10月，针对关键航空航天应用的特殊认证要求，美国联邦航空管理局（FAA）委托SAE制定增材制造技术标准，为FAA制定AM材料认证指南。AMS-AM的主要目标包括：
• 建立标准（技术文件）体系，确保过程受控及可追溯性，以获得具有统计意义的材料性能数据。
SAE增材制造标准体系
截至目前，SAE已经发布及正在制定标准共计30项，涉及激光及电子束粉末床熔融、等离子弧熔丝、激光熔丝、激光直接沉积、材料熔融挤出工艺，IN625、IN718、17-4PH、Hastelloy X、Haynes 230、Ti6242、Ti6Al4V、AlSi10Mg、ULTEM 9085、ULTEM1010等材料。
国内当前增材制造现行标准
笔者在全国标准信息公共服务平台查询，关于增材制造正在起草、批准和已经发布的标准共有55项。以下为现行标准，共15项，包含国家标准9项、行业标准1项、地方标准5项。
类别 | 名称 |
国标计划 | GB/T 37698-2019 增材制造设计要求、指南和建议 |
GB/T 37461-2019 增材制造云服务平台模式规范 | |
GB/T 35021-2018 增材制造工艺分类及原材料 | |
GB/T 35351-2017 增材制造术语 | |
GB/T 35352-2017 增材制造文件格式 | |
GB/T 37463-2019 增材制造塑料材料粉末床熔融工艺规范 | |
GB/T 35022-2018 增材制造主要特性和测试方法零件和粉末原材料 | |
GB/T 34508-2017 粉床电子束增材制造TC4合金材料 | |
GB/T 14896.7-2015 特种加工机床术语第7部分：增材制造机床 | |
GB/T 37463-2019 增材制造塑料材料粉末床熔融工艺规范 | |
GB/T 35022-2018 增材制造主要特性和测试方法零件和粉末原材料 | |
GB/T 34508-2017 粉床电子束增材制造TC4合金材料 | |
GB/T 14896.7-2015 特种加工机床术语第7部分：增材制造机床 | |
行业标准 | YS/T 1139-2016 增材制造TC4钛合金蜂窝结构零件 |
地方标准 | DB61/T 1304-2019 增材制造医疗器械生产质量管理规范 |
DB34/T 3563-2019 增材制造熔融沉积成形（FDM）零件性能试验方法 | |
DB32/T 3597—2019 增材制造金属材料机械性能测试方法指南 | |
DB32/T 3598—2019 增材制造金属激光熔化沉积制件性能要求及测试方法 | |
DB32/T 3599—2019 增材制造钛合金零件激光选区熔化用粉末通用技术要求 |
另外，2020年7月批准发布了6项增材制造标准，2020年11月批准发布了8项增材制造标准，都将于2021年6月1日起开始实施。分别为：
《增材制造用硼化钛颗粒增强铝合金粉》 《增材制造用钽及钽合金粉》 《增材制造用铌及铌合金粉》 《增材制造用钼及钼合金粉》 《增材制造制粉用钛及钛合金棒材》 《增材制造用球形钴铬合金粉》 《增材制造 金属制件热处理工艺规范》 《增材制造 金属粉末性能表征方法》 《增材制造 金属材料粉末床熔融工艺规范》 《增材制造 金属材料定向能量沉积工艺规范》 《增材制造 金属制件机械性能评价通则》 《增材制造 塑料材料挤出成形工艺规范》 《增材制造 测试方法 标准测试件精度检验》 《增材制造 数据处理通则》
结语
除以上组织之外，NASA发布了针对航空航天领域增材制造产品标准，德国航空航天标准化协会（DIN）与德国工程师协会（VDI）针对于增材制造技术的发展与应用制定了相应的标准，欧洲焊接联合会发布了国际增材制造人员职业资格培训与认证制度。由此可以看出，关于增材制造的相关标准，从设计、材料、工艺、设备、从业人员等，正在全产业链铺展开来。从事增材制造的企业若致力于走向高端制造，就必须关注这些标准，并运用到实际生产中。
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