關(guān)于增材制造標(biāo)準(zhǔn)，您需要了解的7件事

南極熊導(dǎo)讀：標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證仍然是增材制造（AM）領(lǐng)域的最大挑戰(zhàn)之一。下文匯總了從3D打印原始設(shè)備制造商、最終用戶到標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的七位專家的建議，從他們的角度談一談關(guān)于增材制造標(biāo)準(zhǔn)，你必須知道的“那些事兒”。

1) 建立信心

Andrew Imrie，LRQA首席技術(shù)顧問

3D打印領(lǐng)域，目前還處于雜亂高速增長(zhǎng)中。這種革命性的制造技術(shù)已被大量應(yīng)用于非安全關(guān)鍵領(lǐng)域，在醫(yī)藥和航空航天領(lǐng)域發(fā)展比較快。然而，除非標(biāo)準(zhǔn)化取得進(jìn)展，否則市場(chǎng)的預(yù)期增長(zhǎng)可能會(huì)停滯不前，因?yàn)槿藗儗?duì)3D打印安全關(guān)鍵應(yīng)用缺乏信心。無(wú)論是由監(jiān)管機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)還是行業(yè)本身推動(dòng)，要讓各行各業(yè)對(duì)3D打印建立信心。

ISO/ASTM 52920是一個(gè)3D打印標(biāo)準(zhǔn)，它將成為采購(gòu)團(tuán)隊(duì)投標(biāo)過程中的一個(gè)重要部分。通過ISO/ASTM 52920，制造商將很快能夠確保他們的設(shè)備是合格的，為供應(yīng)鏈帶來信心。

2) 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的方法

Katharine Morgan，ASTM國(guó)際總裁

AM的認(rèn)證對(duì)于該技術(shù)在不同行業(yè)領(lǐng)域獲得更廣泛的接受至關(guān)重要。AM開辟了大量的應(yīng)用，從玩具到醫(yī)療到航空航天，因此需要更高的質(zhì)量保證。因此，零件的質(zhì)量、安全和一致性的可重復(fù)性需要得到證明和驗(yàn)證，以獲得客戶的信任。標(biāo)準(zhǔn)提供了實(shí)現(xiàn)增材制造部件認(rèn)證的途徑，ASTM致力于制定全球公認(rèn)的、與行業(yè)相關(guān)的AM標(biāo)準(zhǔn)。一些AM標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布，AM利益相關(guān)者可以直接應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)來簡(jiǎn)化他們的AM內(nèi)部和外部的認(rèn)證過程。遵循標(biāo)準(zhǔn)化的AM方法可以縮短上市時(shí)間，并對(duì)市場(chǎng)需求做出快速反應(yīng)。

3) 材料問題

Zehavit Reisin，Stratasys公司副總裁，材料業(yè)務(wù)和設(shè)計(jì)部門負(fù)責(zé)人。

對(duì)于AM認(rèn)證，重要的是不僅要考慮材料的機(jī)械、熱和耐化學(xué)性，以適應(yīng)特定的使用情況，而且還要考慮材料的生產(chǎn)過程以及打印部件的認(rèn)證。這對(duì)于航空航天、移動(dòng)和醫(yī)療等高度管制的行業(yè)尤其重要。

例如，Stratasys公司的ULTEM9085材料符合飛機(jī)內(nèi)飾應(yīng)用的FST標(biāo)準(zhǔn)。然而，為了向航空航天領(lǐng)域供貨，需要一份符合性證書和其他文件，以反映生產(chǎn)過程的可追溯性和FDM材料的生產(chǎn)符合行業(yè)規(guī)范。同樣的ULTEM 9085被發(fā)現(xiàn)適用于移動(dòng)部門的模具應(yīng)用，但需要通過不同的認(rèn)證測(cè)試。

4）測(cè)試，再測(cè)試

Donald Godfrey，SLM解決方案公司航空和國(guó)防業(yè)務(wù)發(fā)展全球總監(jiān)

當(dāng)歐洲航空安全局（EASA）/美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）希望對(duì)3D打印部件進(jìn)行資格認(rèn)證時(shí)，他們的重點(diǎn)將是基于性能的數(shù)據(jù)。為了驗(yàn)證這一要求，打印部件的公司必須在同一臺(tái)3D打印設(shè)備上至少生產(chǎn)兩次（通常更多）一定數(shù)量的測(cè)試樣本，這意味著該設(shè)備生產(chǎn)的金屬部件不僅要符合設(shè)計(jì)意圖，而且還要具有可重復(fù)性。兩次構(gòu)建的試樣必須在構(gòu)建后進(jìn)行處理，兩次的測(cè)試方式完全相同，以驗(yàn)證機(jī)器的可重復(fù)性。試樣必須符合部件設(shè)計(jì)的最低材料屬性要求。

除了對(duì)機(jī)器進(jìn)行鑒定外，供應(yīng)鏈過程和部件也必須進(jìn)行鑒定。粉末的化學(xué)成分、形態(tài)和尺寸分布必須是可重復(fù)的。熱處理過程必須被驗(yàn)證是可重復(fù)的。最后，部件的材料特性必須經(jīng)過測(cè)試，并證明是可重復(fù)的。

5) 靈活性是未來

Arun Ramachandran, AM領(lǐng)導(dǎo)/SME | Collins Aerospace

AM認(rèn)證主要是證明零件設(shè)計(jì)考慮了AM工藝和原材料固有的各種變化源。為所有可能的變異源進(jìn)行設(shè)計(jì)是昂貴和不切實(shí)際的。行業(yè)中常使用的方法之一是開發(fā)一個(gè)凍結(jié)的或嚴(yán)格控制的過程，以減少變異性，并圍繞它建立一個(gè)特定的應(yīng)用測(cè)試活動(dòng)。雖然這種方法可以幫助獲得一個(gè)零件的認(rèn)證，但將其應(yīng)用于其他AM應(yīng)用的認(rèn)證可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。它還可能與實(shí)現(xiàn)AM關(guān)鍵價(jià)值主張的愿望相沖突，即在機(jī)器選擇、軟件/硬件升級(jí)、零件設(shè)計(jì)修改、構(gòu)建參數(shù)優(yōu)化、原材料來源變化等方面的靈活性。因此，對(duì)行業(yè)來說，重要的是也要推進(jìn)允許靈活性的認(rèn)證方法，并在長(zhǎng)期內(nèi)良好地?cái)U(kuò)展。

6) 新打印機(jī)，新參數(shù)

Colin Osborne，首席執(zhí)行官|(zhì)伯樂科技

我很同情那些沒有從事過航空航天的公司，然后決定進(jìn)入這個(gè)行業(yè)并面對(duì)認(rèn)證過程。這是一個(gè)非常、非常困難的過程，而且因?yàn)轱w行安全需要這樣做。對(duì)我們來說，花了18個(gè)月的時(shí)間才獲得波音公司的BAC 5673鋁材認(rèn)證，對(duì)多件設(shè)備進(jìn)行了多輪測(cè)試。在航空領(lǐng)域，每件設(shè)備都是按序列號(hào)認(rèn)證的。因此，即使你認(rèn)證的是相同的機(jī)器，它們也需要單獨(dú)的認(rèn)證過程，這是一個(gè)漫長(zhǎng)而昂貴的過程。對(duì)我們來說，幸運(yùn)的是，無(wú)論是Samuel公司還是Burloak公司，我們?cè)诤娇蘸教旆矫娑加写罅拷?jīng)驗(yàn)。我們理解這個(gè)過程的長(zhǎng)度和難度。會(huì)有少數(shù)人愿意花費(fèi)所有這些時(shí)間和精力，并投資于設(shè)備，因?yàn)槟惚仨氋?gòu)買設(shè)備來獲得認(rèn)證，但最終這是一個(gè)非常重要的進(jìn)入障礙。

7) 粉末處理的優(yōu)先權(quán)

Frank Roberts，總裁|6K增材

對(duì)于金屬增材制造來說，有一個(gè)領(lǐng)域必須成為粉末處理的重中之重。無(wú)論你是像6KAdditive這樣的粉末制造商還是金屬AM粉末的用戶，這對(duì)任何組織來說都是如此。在真正處理金屬粉末時(shí)，我們建議各組織參考下面羅列的一些標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證：

l  NFPA 484

l  過程危險(xiǎn)分析(PHA)

l  粉塵危害分析(DHA)

l  固體的可燃性（EPA方法1030）UN測(cè)試N.1

l  爆炸嚴(yán)重程度測(cè)試（ASTM E1226）

l  限制氧化劑（氧氣）含量（LOC）。

l  最小爆炸濃度(MEC)

l  最小點(diǎn)火能量(MIE)

△6K增材公司總裁Frank Roberts（左）和首席營(yíng)銷官Bruce Bradshaw向AM高級(jí)編輯Stephanie Hendrixon解釋UniMelt反應(yīng)器的工作原理。

△一家3D打印材料生產(chǎn)廠的UniMelt系統(tǒng)。照片來自6K

無(wú)論你是經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、增材制造粉末的用戶，或者是一個(gè)考慮引進(jìn)金屬增材制造的公司，這些只是需要考慮的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

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