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| 标准编号 | GB/T 46083-2025 (GB/T46083-2025) | | 中文名称 | 增材制造 多光束粉末床熔融设备技术规范 | | 英文名称 | Additive manufacturing - Technical specification for multi-laser beam powder bed fusion equipment | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J59 | | 国际标准分类 | 25.030; 25.080.99 | | 字数估计 | 14,169 | | 发布日期 | 2025-08-29 | | 实施日期 | 2026-03-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 46083-2025: 增材制造 多光束粉末床熔融设备技术规范
ICS 25.030;25.080.99
CCSJ59
中华人民共和国国家标准
增材制造
多光束粉末床熔融设备技术规范
bedfusionequipment
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 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 设备组成及使用环境 1
5 安全和防护 2
6 技术要求 2
7 检验方法 4
8 检验规则 7
9 标志 9
10 包装、运输与贮存 9
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。
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)和全国特种加工机床标准化技术委员会
(SAC/TC161)共同归口。
本文件起草单位:西安增材制造国家研究院有限公司、广东汉邦激光科技有限公司、深圳市金石三
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有限公司、北京航星机器制造有限公司、中机生产力促进中心有限公司、湖南华曙高科技股份有限公司、
西安交通大学、苏州电加工机床研究所有限公司、山东创瑞增材制造产业技术研究院有限公司、西安航
天发动机有限公司、西北工业大学、天津镭明激光科技有限公司、安徽哈特三维科技有限公司、四川中久
大光科技有限公司、武汉锐科光纤激光技术股份有限公司、西安铂力特增材技术股份有限公司、潍柴动
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(天津)有限公司、深圳协同创新高科技发展有限公司、中航迈特增材科技(北京)有限公司、上海联泰科
技股份有限公司、嘉强(上海)智能科技股份公司、重庆机电智能制造有限公司增材制造分公司、广西大
学、重庆大学、苏州倍丰智能科技有限公司、爱司凯科技股份有限公司、浙江工业大学、航天增材科技
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本文件主要起草人:陈祯、刘建业、郭文华、王迪、白洁、冯云龙、金朝龙、卢秉恒、韩维群、胡凡、王应、
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折洁、侯明鹏、盛彬、杨春宏、黎永坚、林锦毅、郭自然、何小忠。
增材制造
多光束粉末床熔融设备技术规范
1 范围
本文件规定了多光束粉末床熔融设备的组成及使用环境、安全和防护、技术要求、检验规则、标志、
包装、运输与贮存,描述了其检验方法。
本文件适用于以两个及以上激光束为能量源,以金属粉末为成形材料的粉末床熔融设备的设计、制
造与出厂检验。
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 191 包装储运图示标志
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
GB 2894 安全标志及其使用导则
GB/T 3850-2015 致密烧结金属材料与硬质合金 密度测定方法
GB/T 5226.1 机械电气安全 机械电气设备 第1部分:通用技术条件
GB/T 7247.1 激光产品的安全 第1部分:设备分类和要求
GB/T 7247.4 激光产品的安全 第4部分:激光防护屏
GB/T 13306 标牌
GB/T 14896.7 特种加工机床 术语 第7部分:增材制造机床
GB 15577-2018 粉尘防爆安全规程
GB/T 18490.1 机械安全 激光加工机 第1部分:通用安全要求
GB 25493 以激光为加工能量的快速成形机床 安全防护技术要求
GB 26503 快速成形机床 安全防护技术要求
GB/T 35351 增材制造 术语
GB/T 43141-2023 激光增材制造机床 通用技术条件
JB/T 8356 机床包装 技术条件
JB/T 14664 激光选区熔化成形机床 精度检验
3 术语和定义
GB/T 35351和GB/T 14896.7界定的术语和定义适用于本文件。
4 设备组成及使用环境
4.1 设备组成
多光束粉末床熔融设备(以下简称“设备”)主要由光路系统、成形系统、机械运动系统、电气和控制
系统及配套的冷却系统等组成,根据供需双方协商也可具有粉末循环处理系统和成形质量在线监测系
统等,各组成系统及主要功能见表1。
表1 设备主要组成及功能
名称 组成 功能
光路系统 包含激光器、扫描振镜和透镜等
提供两束及以上激光束作用于金属粉末,为其
熔化提供能量源
成形系统 包含成形室、密封系统和气体循环过滤系统等 提供一个风场和氧含量等可控的成形环境
机械运动系统
主要包含成形平台、升降运动机构、供粉机构
和铺粉机构等
在成形过程中完成供粉和铺粉等功能
电气和控制系统 包含软件、控制系统硬件和电气系统
控制设备各系统及器件稳定运行,并对控制参
数及设备状态进行监测、记录与保存
冷却系统 包含冷却循环装置及管路等
保证设备关键器件(激光器、振镜、基板、成形
室等)在适宜温度范围内工作
4.2 使用环境
设备应在良好的通风环境下工作,工作条件宜满足下列要求:
a) 环境温度:15℃~35℃;
b) 相对湿度:10%~75%;
c) 振动:设备周边无明显振动源。
5 安全和防护
5.1 设备的安全防护应符合GB 25493和GB 26503的规定。
5.2 设备的电气安全应符合GB/T 5226.1的规定。
5.3 设备激光系统安全防护应符合GB/T 18490.1的规定,成形室门应有激光安全联锁,确保激光出光
作业期间,成形室门不能打开。
5.4 激光辐射安全防护应符合GB/T 7247.4的规定,视窗玻璃应能有效防止激光辐射对人造成伤害。
5.5 根据设备使用场所的通风性能,设备应配备环境氧气浓度检测和报警装置,避免惰性气体泄漏造
成缺氧事故。
5.6 设备制造商应在操作说明书中明确注明气体循环过滤系统的安全操作规程和对灭火器材的要求,
并根据不同材料的燃爆风险,在设备的显著位置明示燃爆警告标志,应符合GB 15577-2018中6.5的
规定。
6 技术要求
6.1 外观质量
设备外观质量应符合GB/T 43141-2023中5.3的要求。
6.2 光路系统
6.2.1 多光束光斑直径偏差:当激光光束直径不大于50μm时,多光束光斑直径偏差应不大于3μm;
当激光光束直径大于50μm时,多光束光斑直径偏差应不大于5μm。整形激光或组合激光等特殊要
求,由供需双方协商确定。
6.2.2 激光功率波动率:激光功率波动率应小于3%。
6.2.3 多光束拼接精度:相邻激光扫描同一直线夹角宜不大于0.01°;“十”字中心偏差宜不大于0.05mm。
6.3 成形系统
6.3.1 成形室密封性:成形室内压力高于外界400Pa并保压10min,压力下降值应不大于200Pa。
6.3.2 氧含量控制:设备的氧含量应能控制在不超过1330mg/m3。
6.3.3 风场不均匀度:成形平面上方不同点的风速不均匀度宜不大于35%。有特殊要求时,由供需双
方协商确定。
6.4 机械运动系统
机械运动系统几何精度和定位精度应符合JB/T 14664的规定。特殊要求由供需双方协商确定。
6.5 电气及控制系统
设备电气及控制系统应符合GB/T 43141-2023中第6章的要求。
6.6 冷却系统
光路系统的冷却系统应符合GB/T 43141-2023中第8章的要求。
6.7 空运转试验
6.7.1 设备空运转试验应符合GB/T 43141-2023中11.1的要求。
6.7.2 多光束最大扫描幅面和最大成形高度应满足最大成形尺寸的标称值。
6.8 负荷运转试验
6.8.1 成形一致性
6.8.1.1 尺寸精度:在多光束扫描幅面任意位置,测试件尺寸偏差宜不超过±0.1mm/100mm。
6.8.1.2 相对密度一致性:在多光束扫描幅面任意位置,测试件的相对密度偏差应不大于1.5%。
6.8.1.3 力学性能一致性:在多光束扫描幅面任意位置,同一成形方向上测试件室温抗拉强度偏差宜小
于5%。特殊要求由供需双方协商确定。
6.8.2 额定成形效率
制备成形质量符合需方要求的测试件,设备额定成形效率应满足标称值。
6.8.3 排烟除尘
应具备排烟除尘功能。
6.8.4 设备工作稳定性
在规定的条件下,设备连续稳定运转时间宜不小于240h。特殊要求由供需双方协商确定。
6.8.5 承载能力
成形平台在最大承载重量下,升降运行平稳、运行精度保持不变。
7 检验方法
7.1 检验条件
7.1.1 除特别声明的检测项目外,其余检测项目应在4.2规定的工作环境要求下进行。
7.1.2 设备检测期间施加于设备的电源电压应在额定电压的±5%范围内,设备应良好接地。
7.1.3 在对设备进行检验之前,应根据设备制造商的推荐值对设备进行调平。
7.1.4 所有检测仪器及量具应经过计量检定合格并在有效期内。
7.2 外观检验
目视检查。
7.3 光路系统检验
7.3.1 多光束光斑直径偏差检验
将所有激光束焦点调整到同一等高平面,采用激光光斑测试仪对所有激光器的激光光斑直径进行
测量并记录结果。
多激光光斑直径偏差按照公式(1)进行计算:
ωD =max|Di-D| (1)
式中:
ωD ---光斑直径偏差,单位为微米(μm);
Di ---第i个激光器光斑直径,单位为微米(μm);
D ---所有激光器的平均光斑直径,单位为微米(μm)。
7.3.2 激光功率波动率检验
按额定激光功率的20%、50%和90%分别进行激光功率波动率的测量,按照GB/T 43141-2023
中7.1.3的方法进行。
7.3.3 多光束拼接精度检验
使用校准纸粘贴在校准板上,目视校准纸粘贴无明显气泡,校准板放置在工作平面上,校准纸处于
成形面位置。
在多激光搭接区,分别使用相邻激光扫描同一条直线和“十”字,激光功率不大于额定功率的10%,
扫描直线长度为20mm;采用二次元影像测量仪测量直线夹角和“十”字中心偏差,并读取误差值。
7.4 成形系统检验
7.4.1 成形室密封性检验
设备舱门关闭,对成形室充入保护气体至压力高于外界400Pa,停止充气并保压10min,读取并记
录成形室内压力下降值。
7.4.2 氧含量控制检验
设备达到稳定工作后,采用氧含量分析仪检测成形室内的氧含量。
7.4.3 风场不均匀度检验
将成形幅面划分为m(长)×n(宽)的网格区域。若设备的某一成形幅面的最大成形尺寸不大于
300mm,则该成形方向应被均匀分割为3个子区域(如图1所示);若设备的某一成形幅面的最大成形
尺寸大于300mm,则该成形方向被划分为若干尺寸不超过100mm的子区域。当成形幅面尺寸超过
500mm时,检测子区域尺寸可由供需双方协商确定。采用风速仪在每个子区域中心点上方10mm~
20mm位置处分别测量不少于3次,并记录结果,取平均值为该子区域的风速测量值,根据测试结果由
公式(2)计算风场不均匀度。
图1 风场网格区域示意图
风场不均匀度σv 按照公式(2)进行计算:
σv= vmax-vmin
vmax+vmin
×100% (2)
式中:
σv ---风场不均匀度;
vmax---所有子区域测得的最大风速,单位为米每秒(m/s);
vmin ---所有子区域测得的最小风速,单位为米每秒(m/s)。
7.5 机械运动系统
机械运动系统几何精度和定位精度检验方法按照JB/T 14664的规定进行。
7.6 电气及控制系统
电气及控制系统检验应按照GB/T 5226.1的规定进行。
7.7 冷却系统
设备长时间稳定工作时,检查冷却系统冷却介质升温情况;检查冷却系统能否有效控制激光器和振
镜温度并在超温时及时报警。
7.8 空运转试验
7.8.1 按照GB/T 43141-2023中表1的方法进行试验。
7.8.2 启动设备,用精度不低于0.02mm的量具测量Z 轴下降的最大成形高度,重复3次,取平均值为
测量结果;使用扫描振镜在基板上进行最大范围的标刻,测量扫描振镜在基板上标刻的最大长度和最大
宽度,精确到0.1mm,重复3次,取平均值为测量结果。
7.9 负荷运转试验
7.9.1 加工一致性
7.9.1.1 尺寸精度
在设备可成形材料中任选一种材料或由供需双方协商确定的材料作为试验材料。按照JB/T
14664中测试件的结构尺寸。在单激光成形区域中心和多激光拼接区域中心使用相同的工艺参数进行
测试件的打印并测量测试件的尺寸,记录所得数据。以四激光为例,测试件放置位置如图2所示。
注::测试件摆放位置;:激光搭接区;A~D:不同激光成形区域。
图2 测试件打印位置示意图
7.9.1.2 相对密度一致性
在设备可成形材料中任选一种材料或由供需双方协商确定的材料作为试验材料。如图2所示,在单
激光成形区域中心和多激光拼接区域中心分别成形10mm×10mm×10mm测试件,按照GB/T 3850-
2015进行相对密度测试。按照公式(3)进行相对密度偏差计算。
σρ=
∑ni=1(ρi-ρ)2
×100% (3)
式中:
σρ ---相对密度偏差;
ρi ---第i个测试件的相对密度,单位为千克每立方米(kg/m3);
n ---测试件的总数;
ρ ---所有测试件的平均相对密度,单位为千克每立方米(kg/m3)。
7.9.1.3 力学性能一致性
在设备可成形材料中任选一种材料或由供需双方协商确定的材料作为试验材料。如图2所示,在
单激光成形区域中心和多激光拼接区域中心使用相同的工艺参数成形拉伸测试件,每个位置至少1件,
所有拉伸测试件摆放方式应保持一致。拉伸测试件的尺寸与测试方法按照GB/T 228.1的规定。
抗拉强度偏差按照公式(4)进行计算。
σRm =
∑ni=1(Rmi-Rm)2
Rm
×100% (4)
式中:
σRm---抗拉强度偏差;
Rmi---第i个拉伸测试件的抗拉强度,单位为兆帕(MPa);
n ---拉伸测试件的总数;
Rm ---所有拉伸测试件的平均抗拉强度,单位为兆帕(MPa)。
7.9.2 额定成形效率
在设备可成形材料中任选一种材料或由供需双方协商确定的材料作为试验材料,按照设备制造商
推荐的工艺参数,所有激光同时工作,成形7.9.1中的所有测试件,计算测试件总体积和打印时间,按公
式(5)得到额定成形效率。
η=V/T (5)
式中:
η---额定成形效率,单位为立方厘米每小时(cm3/h);
V---测试件的总体积,单位为立方厘米(cm3);
T---工作时间,单位为小时(h)。
7.9.3 排烟除尘
目测检查设备是否具备排烟除尘功能。
7.9.4 设备工作稳定性
从设备出光打印开始计时,记录设备无故障连续稳定工作时间。
7.9.5 承载能力
检查设备说明书中提供的成形平台承载能力参数,按照标称最大承载重量在成形平台上加载配重
块,控制成形平台升降运行,检查其运动的平稳性和精度保持性。
8 检验规则
8.1 概述
根据检验时机和检验目的的不同,设备的检验分为型式检验和出厂检验。
8.2 检验时机
8.2.1 有下列情况之一时,应进行型式检验:
---新设备定型或改进时;
---设备结构、材料、工艺发生重大改变,可能影响性能时;
---质量监督机构提出型式检验要求。
8.2.2 每台设备在出厂前都应进行出厂检验。
8.2.3 型式检验应从出厂检验合格的设备中抽取,数量应满足型式检验的样本要求。
8.3 检验项目
设备的检验应按表2进行。
表2 设备检验项目
序号 检验项目 要求章条号 检验方法章条号 型式检验 出厂检验
1 安全防护 - 5 - ● -
2 外观质量 外观检验 6.1 7.2 ● ●
光路系统
多光束光斑直径偏差检验 6.2.1 7.3.1 ● ●
激光功率波动率检验 6.2.2 7.3.2 ● ●
多光束拼接精度检验 6.2.3 7.3.3 ● ●
成形系统
成形室密封性检验 6.3.1 7.4.1 ● ●
氧含量控制检验 6.3.2 7.4.2 ● ●
风场不均匀度检验 6.3.3 7.4.3 ● -
9 机械运动系统 - 6.4 7.5 ● ●
10 电气及控制系统 - 6.5 7.6 ● ●
11 冷却系统 - 6.6 7.7 ● ●
12 空运转试验 - 6.7 7.8 ● ●
负荷运转试验
尺寸精度 6.8.1.1 7.9.1.1 ● -
相对密度一致性 6.8.1.2 7.9.1.2 ● ●
力学性能一致性 6.8.1.3 7.9.1.3 ● ●
额定成形效率 6.8.2 7.9.2 ● -
排烟除尘 6.8.3 7.9.3 ● ●
设备工作稳定性 6.8.4 7.9.4 ● -
承载能力 6.8.5 7.9.5 ● -
注:“● ”表示检验的项目;“-”表示不检验的项目。
8.4 合格判定
8.4.1 型式检验项目全部合格,则该设备型式检验合格;如有一项不合格,则该设备型式检验不合格。
8.4.2 出厂检验项目全部合格,则该设备出厂检验合格;当出厂检验出现不合格项目时,可返修后重新
检验。
9 标志
9.1 设备铭牌
设备上应在显著位置粘贴符合GB/T 13306规定的标牌,标牌的材质、字迹应保证在其使用期内不
易磨灭。铭牌内容应包括但不限于下列内容:
a) 设备名称;
......
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