| 标准编号 | GB/T 42618-2023 (GB/T42618-2023) | | 中文名称 | 增材制造 设计 高分子材料激光粉末床熔融 | | 英文名称 | Additive manufacturing - Design - Laser-based powder bed fusion of polymers | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J04 | | 国际标准分类 | 25.030 | | 字数估计 | 22,293 | | 发布日期 | 2023-05-23 | | 实施日期 | 2023-12-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 42618-2023: 增材制造 设计 高分子材料激光粉末床熔融
ICS 25.030
CCSJ04
中华人民共和国国家标准
增材制造 设计 高分子材料
激光粉末床熔融
2023-05-23发布
2023-12-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅰ
引言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 符号和缩略语 2
4.1 符号 2
4.2 缩略语 3
5 工艺特性 3
5.1 零件尺寸 3
5.2 PBF工艺优势 3
5.3 PBF工艺局限 4
5.4 经济性和效率 4
5.5 功能约束 4
5.6 尺寸、形状和位置精度 6
5.7 数据质量、分辨率、表示形式 6
6 设计准则 6
6.1 材料和结构特性 6
6.2 材料的各向异性 7
6.3 成形方向、位置和排布 8
6.4 表面粗糙度 8
6.5 后处理 8
6.6 设计关注 9
附录A(资料性) 应用案例 15
参考文献 16
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件修改采用ISO/ASTM52911-2:2019《增材制造 设计 第2部分:高分子材料激光粉末床
熔融》。
本文件与ISO/ASTM52911-2:2019相比做了下述结构调整:
---第5章对应ISO/ASTM52911-2:2019中的第5章,其中5.1~5.7对应ISO/ASTM52911-2:
2019中的5.2~5.8,删除了ISO/ASTM52911-2:2019中的5.1;
---第6章和附录A对应ISO/ASTM52911-2:2019中的第6章,其中6.1~6.6对应ISO/ASTM
52911-2:2019中的6.2~6.7,附录 A对应ISO/ASTM52911-2:2019中的6.8,增加了附录
A,删除了ISO/ASTM52911-2:2019中的6.1。
本文件与ISO/ASTM52911-2:2019的技术差异及其原因如下:
---用规范性引用的GB/T 35351替换了ISO/ASTM52900(见第3章),以沿用我国增材制造领
域术语惯用的定义方式,便于使用;
---增加了术语“次级烧结”(见3.5),以统一行业用语;
---删除了ISO/ASTM52911-2:2019中5.1、6.1和第8章的介绍性内容,背景介绍无需赘述;
---增加了一种典型复杂几何结构的案例(见5.2),以适应增材制造技术的发展;
---删除了ISO/ASTM52911-1:2019中5.3的自由几何形状、拓扑优化结构和填充结构的非典型
案例或意义,自由几何形状、拓扑优化结构和填充结构已经是案例,并非常清晰明了,无需再给
出详细例子;
---更改了产品高度对定位方式的影响,改为“宜”(见5.4),因高度的影响虽是最大的,但不是必
须的;
---增加了DICOM文件到三维几何模型的过程介绍(见5.7),以便流程更顺畅;
---增加了预热温度的有关内容,包括半结晶高分子和非结晶高分子PBF(见6.1),以提高本文件
的可操作性;
---更改了LB-PBF/P原材料的主要性能和缩写代号(见表2),扩充性能描述,提高本文件的可操
作性;
---删除了ISO/ASTM52911-2:2019中6.3的最后一句,以适应当前增材制造技术的现状;
---增加了规范性引用的GB/T 41507(见6.3.1),因文中是要求型条款;
---删除了ISO/ASTM52911-2:2019中6.7.13铭文打印中字体大小和类型的推荐内容,以适应
增材制造新技术的发展,如微选区打印等。
本文件做了下列编辑性改动:
---为与现有标准协调,将标准名称改为《增材制造 设计 高分子材料激光粉末床熔融》;
---删除了ISO/ASTM52911-2:2019中3.4、5.6.2、5.6.4、6.3、6.7.6、6.7.10的资料性引用的德国
标准VDI3405,避免出现版权问题;
---增加了缩略语“3D”和“2.5D”,更改了ISO/ASTM52911-2:2019的缩略语“LB-PBF/P”和
“STL”的别称;删除了ISO/ASTM52911-2:2019中4.2的与本文件无关的电子束金属PBF
和激光金属PBF的相关缩略语“EB-PBF/M”和“LB-PBF/M”(见4.2);
---增加了设计指南的有关内容,用资料性引用的GB/T 37698替换了ISO/ASTM52910(见5.6);
---增加了文件格式的有关内容,用资料性引用的 GB/T 35352替换了ISO/ASTM52915
(见5.7);
---删除了ISO/ASTM52911-2:2019中6.7.6的内流道的加压原理等描述性语句;
---删除了ISO/ASTM52911-2:2019中6.8的应用案例,增加我国的应用案例(见附录A)。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国机械工业联合会提出。
本文件由全国增材制造标准化技术委员会(SAC/TC562)归口。
本文件起草单位:安徽省春谷3D打印智能装备产业技术研究院有限公司、山东创瑞激光科技有限
公司、华中科技大学、北京星航机电装备有限公司、中国机械科学研究总院集团有限公司、中国海洋大
学、中机研标准技术研究院(北京)有限公司、北京理工大学、中机生产力促进中心有限公司、上海材料研
究所、北京遥感设备研究所、北京汇天威科技有限公司、中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术
研究中心、中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司。
本文件主要起草人:吴贫、吕忠利、闫春泽、李志勇、朱政、刘永辉、薛莲、赵则昂、卞晨、李海斌、胡浩、
王耿、尚鹏、王裕、侯慧鹏、张晓璐。
引 言
高分子材料激光粉末床熔融工艺(LB-PBF/P)是非金属增材制造工艺的一种,已广泛应用于航空
航天、汽车、医疗等领域。LB-PBF/P的材料利用率高、无需支撑,能够缩短产品周期,降低生产成本,实
现结构复杂的构件一体化成形。由于成形材料的多样性,决定了LB-PBF/P工艺可成形不同特性、满
足不同用途的多类型零件。例如,成形塑料手机外壳,可用于结构验证和功能测试,也可直接作为零件
使用;制作复杂铸造用熔模或砂型(芯),辅助复杂铸件的快速制造;制造复杂结构的高分子零件,作为功
能零件使用,精度可达100mm±0.2mm,与精密铸造工艺相当。
LB-PBF/P利用高能激光束的热效应使粉末材料软化或熔化,逐层黏接获得三维实体零件,一些未
熔合的粉末,通过与原始粉末混合,可以在随后的成形过程中循环使用。常用的材料包括PA12、PA
11等,此外,材料可以通过填充或与其他材料(如玻璃填充PA12和阻燃PA11)混合,从而提高强度、
热性能、电性能和阻燃性能。
LB-PBF/P工艺与传统制造工艺(如减材、等材制造)相比,在设计阶段考虑的问题是不同的。LB-
PBF/P没有类似传统工艺的限制,为设计师和制造商提供了较高自由度,但也需要了解该工艺的可制
造性和局限性。
本文件描述了高分子材料激光粉末床熔融的工艺特性和设计准则,旨在为高分子材料激光粉末床
熔融设计提供指导和方法,帮助设计者和生产者确定设计要素并充分发挥工艺优势,把握好增材制造产
品设计的关键,提升增材制造产品的质量和性能,促进增材制造产业向更有序、更合理、更经济方向发
展,有很好的经济效益和社会效益。
增材制造 设计 高分子材料
激光粉末床熔融
1 范围
本文件规定了高分子材料激光粉末床熔融的工艺特性和设计准则。
本文件适用于高分子材料激光粉末床熔融工艺的设计。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 35351 增材制造 术语
GB/T 41507 增材制造 术语 坐标系和测试方法(GB/T 41507-2022,ISO/ASTM52921:
2013,MOD)
3 术语和定义
GB/T 35351界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
下表面区域 downskinarea
......
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