增材制造 金属激光粉末床熔融设备验收试验方法DB32／T 4605-2023.pdf

!7,江苏省市场监督管理局 发布中 国 标 准 出 版 社 出版增材制造 金属激光粉末床熔融设备验收试验方法Additive manufacturingAcceptance testing method for metallic laser powder bed fusion equipments 2 0 2 3 1 2 0 1 发布 2 0 2 4 0 1 0 1 实施CCS J 0 4DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 3ICS 2 5.0 3 0DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 3前 言 1 范 围 12 规 范 性 引 用 文 件 13 术 语 和 定 义 14 验 收 检 测 项 目 25 验 收 检 测 期 间 的 环 境 和 运 行 条 件 36 验 收 检 测 47 检 测 记 录 及 报 告 7附 录 A（资 料 性）轨 迹 精 度 测 试 几 何 图 形 8附 录 B（资 料 性）验 收 报 告 9参 考 文 献 10目次DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 3前 言本 文 件 按 照 GB/T 1.12020 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 全 国 增 材 制 造 标 准 化 技 术 委 员 会 测 试 方 法 分 技 术 委 员 会 提 出 并 归 口。本 文 件 起 草 单 位：无 锡 市 检 验 检 测 认 证 研 究 院、南 京 工 业 大 学、南 京 航 空 航 天 大 学、南 京 铖 联 激 光 科技 有 限 公 司、苏 州 中 瑞 智 创 三 维 科 技 股 份 有 限 公 司、江 苏 铭 亚 科 技 有 限 公 司、苏 州 电 加 工 机 床 研 究 所 有 限公 司。本 文 件 主 要 起 草 人：刘 晶 琳、冒 浴 沂、唐 明 亮、胡 娟、沈 理 达、王 林、邢 占 文、刘 一 胜、王 应。DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 3增材制造金属激光粉末床熔融设备验收试验方法1 范围本 文 件 规 定 了 金 属 激 光 粉 末 床 熔 融 设 备 的 验 收 试 验 方 法。本 文 件 适 用 于 金 属 激 光 粉 末 床 熔 融 设 备 的 验 收 检 测，以 及 在 定 期 检 查 或 维 护 和 修 理 之 后 设 备 特 性 的验 证。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 3222.22022 声 学 环 境 噪 声 的 描 述、测 量 与 评 价 第 2 部 分：声 压 级 测 定GB/T 6075.3 机 械 振 动 在 非 旋 转 部 件 上 测 量 评 价 机 器 的 振 动 第 3 部 分：额 定 功 率 大 于 15 kW额 定 转 速 在 120 r/min 至 15 000 r/min 之 间 的 在 现 场 测 量 的 工 业 机 器GB/T 13739 激 光 光 束 宽 度、发 散 角 的 测 试 方 法 以 及 横 模 的 鉴 别 方 法GB/T 13863 激 光 辐 射 功 率 和 功 率 不 稳 定 度 测 试 方 法GB/T 14549 电 能 质 量 公 用 电 网 谐 波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/T 35351 增 材 制 造 术 语JB/T 8356 机 床 包 装 技 术 条 件ISO 85731：2010 压 缩 空 气 第 1 部 分：污 染 物 和 纯 度 等 级（Compressed airPart 1：Contaminants and purity classes）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 扫描速度 scanning speed激 光 束 在 成 形 平 台 平 面（工 作 平 面）内 移 动 的 线 速 度。3.2 准备时间 warmup time从 设 备 开 机 到 可 启 动 成 形 周 期 的 时 间，一 般 由 设 备 供 应 商 给 出。3.3 供粉平台 feeding platform持 续 向 铺 粉 装 置 提 供 粉 末 的 平 台。1DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 33.4 铺粉装置 powder spreading device铺 展 粉 末 的 装 置。3.5 平均功率 average power在 设 备 连 续 工 作 时，用 平 均 读 数 功 率 计 测 量 的 激 光 功 率。4 验收检测项目金 属 激 光 粉 末 床 熔 融 设 备 的 验 收 检 测 项 目 见 表 1。应 根 据 设 备 实 际 情 况，由 供 需 双 方 选 择 适 宜 的 测试 项 目。若 对 设 备 进 行 了 改 装 或 操 作 条 件 发 生 了 重 大 变 化（例 如，对 关 键 部 件 进 行 改 装、维 修 或 更 换，机器 的 重 新 布 置），则 应 重 复 相 关 的 性 能 测 试。设 备 关 键 部 件 包 括：激 光 器；气 体 系 统；光 学 系 统 的 组 件；运 动 系 统 的 组 件；铺 粉 装 置；成 形 平 台 加 热 单 元。表 1金属激光粉末床熔融设备测试验收项目设 备安 全 要 求 及 措 施软 件激 光 束 检 测扫 描 振 镜 检 测具 有 多 个 光 束 源 的 设 备 的 附 加 要 求机 械 功 能 测 试成 形 室 内 气 氛连 续 激 光 器 激 光 功 率 检 测连 续 激 光 器 激 光 功 率 稳 定 性 的 检 测脉 冲 激 光 器 检 测激 光 光 束 品 质 评 价工 作 平 面 不 同 位 置 激 光 束 焦 点 检 查焦 点 位 置 热 稳 定 性 检 测激 光 束 位 置 测 试轨 迹 精 度扫 描 速 度成 形 平 台 移 动 精 度供 粉 平 台 移 动 精 度其 他 供 粉 方 式铺 粉 运 动 装 置6.16.26.36.4.26.4.36.4.46.4.56.4.66.4.76.5.16.5.26.5.36.66.7.26.7.36.7.46.7.56.8项 目 名 称 试 验 方 法 对 应 章 条2DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 3噪 声成 形 性 能 测 试加 热 系 统在 线 监 控 系 统6.96.106.116.12表 1金属激光粉末床熔融设备测试验收项目（续）项 目 名 称 试 验 方 法 对 应 章 条5 验收检测期间的环境和运行条件5.1 通则金 属 激 光 粉 末 床 熔 融 设 备 验 收 检 测 期 间 的 环 境 和 运 行 条 件 应 符 合 设 备 供 应 商 的 规 定，依 据 设 备 说 明书 进 行 安 装、操 作 及 维 护，符 合 成 形 过 程 的 条 件。5.2 温度设 备 安 装、运 行 环 境 的 温 度 范 围 为 15 35。5.3 湿度设 备 安 装、运 行 环 境 的 相 对 湿 度60%。5.4 介质供应建 议 的 介 质 供 应（例 如 电 源、压 缩 空 气、保 护 气 体、水）要 求 见 表 2。表 2介质供应要求介 质 类 型电 源压 缩 空 气保 护 气 体水 注：1 bar=100 kPa。相 关 要 求电 箱 主 线 配 置：10 mm 线，三 相 五 线 制，单 独 地 线空 气 开 关：63 A 及 以 上工 业 级 防 爆 插 座：63 A 母 头，IP44 等 级压 缩 空 气 质 量 要 求 符 合 ISO 85731：2010 标 准固 体 颗 粒 纯 度 等 级：1 级,颗 粒 尺 寸0.1 m，颗 粒 密 度0.1 mg/m含 水 率：压 力 露 点-40 油 纯 度 等 级：1 级,含 油 率0.1 mg/m压 力：6 bar8 bar纯 度99.99%压 力：4 bar8 bar蒸 馏 水,液 态 水 纯 度 等 级：2 级3DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 35.5 冲击/振动设 备 安 装 以 及 运 行 场 地 振 动 要 求 依 据 GB/T 6075.3 进 行 测 试。5.6 地面水平度设 备 安 装 地 面 应 为 水 平 状 态，以 保 证 设 备 安 装 完 成 后 成 形 平 台 上 下 移 动 方 向 为 竖 直 方 向。5.7 电磁干扰设 备 安 装 以 及 运 行 区 域 不 得 有 电 磁 干 扰，具 体 标 准 依 据 GB/T 14549 进 行。5.8 安全要求应 遵 守 与 激 光 辐 射、防 火 防 爆 相 关 的 安 全 措 施。6 验收检测6.1 设备设 备 包 装 应 符 合 JB/T 8356 的 规 定，包 装 应 采 取 防 潮、防 水、防 震、防 冲 击 等 保 护 措 施。设 备 应 具 备 纸 质 或 电 子 版 操 作 说 明，说 明 书 应 包 含 安 装、操 作、维 护、安 全 等 规 定 要 求。设 备 外 观 尺 寸、成 形 室 尺 寸 等 用 卷 尺 等 量 具 检 测。6.2 安全防护要求及措施设 备 机 械 危 险 及 安 全 防 护、控 制 系 统 和 装 置 的 安 全 防 护、电 气 危 险 与 防 护、温 度 控 制 安 全 防 护、排 风、灭 火 安 全 防 护、有 害 物 质 防 护、激 光 辐 射 的 安 全 防 护、照 明 相 关 要 求 应 根 据 GB 25493 进 行 检 查。6.3 软件金 属 激 光 粉 末 床 熔 融 设 备 应 预 装 有 易 于 操 作 的 设 备 软 件 系 统，软 件 应 具 备 完 成 整 个 成 形 过 程 操 作 的必 要 功 能。如 设 备 软 件 具 备 数 据 存 储、记 录 或 其 他 明 示 的 功 能，应 证 明 或 验 证 该 功 能。可 根 据 客 户 要 求 定 制、加 装 其 他 功 能 软 件。6.4 激光束检测6.4.1 一般要求金 属 激 光 粉 末 床 熔 融 设 备 使 用 的 激 光 器 宜 检 测 6.4.26.4.7 规 定 的 项 目。测 试 条 件 不 满 足 时，供 应商 应 提 供 具 备 检 测 资 质 的 第 三 方 检 测 机 构 出 具 的 激 光 器 检 测 报 告 作 为 依 据。6.4.2 连续激光器激光功率检测若 设 备 供 应 商 指 定 测 试 前 应 预 热 激 光 器，则 应 在 预 热 时 间 结 束 后 进 行 测 试。测 量 应 在 使 用 点（即 成形 室 内）用 校 准 过 的 测 量 仪 器 进 行，根 据 GB/T 13863 进 行 激 光 功 率 测 量。激 光 功 率 测 量 应 符 合 生 产 要 求，覆 盖 典 型 功 率 范 围。如 果 该 范 围 未 知，建 议 至 少 测 量 三 个 点，包 括 最大 标 称 激 光 功 率 的 30%和 90%。4DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 36.4.3 连续激光器激光功率稳定性检测如 指 定 了 准 备 时 间，则 应 在 准 备 时 间 结 束 后 开 始 进 行 稳 定 性 测 量。在 所 有 光 学 元 件 之 后，设 备 无 粉 末 状 态 下，使 用 经 过 校 准 的 测 量 仪 器 在 成 形 室 内 按 照 GB/T 13863进 行 以 下 的 功 率 测 量，以 显 示 激 光 功 率 的 稳 定 性：a）机 器 规 定 准 备 时 间 后 的 最 大 额 定 平 均 功 率；b）最 大 额 定 平 均 功 率 保 持 在 最 大 额 定 值 不 少 于 2 min，平 均 功 率 测 量 时 间 最 小 为 30 min。6.4.4 脉冲激光器检测脉 冲 激 光 器 激 光 属 性 的 测 量 应 根 据 GB/T 13739 进 行，测 量 需 要 供 需 双 方 同 意。6.4.5 激光光束品质评价激 光 束 的 特 性（光 斑 尺 寸、轮 廓 和 对 称 性）应 在 成 形 平 面 上 用 合 适 的 测 试 设 备 确 定，并 且 激 光 束 应 垂直 于 成 形 平 面。宜 根 据 ISO 11146 系 列 的 相 应 部 分 对 激 光 束 特 性 进 行 评 估，也 可 采 用 供 需 双 方 协 商 一 致 的 测 试 方 法进 行 测 试。6.4.6 成形平面不同位置激光束焦点检查准 备 时 间 结 束 后，应 在 成 形 平 面 的 中 心 和 四 角 测 量 焦 点 位 置。z 轴 上 的 聚 焦 位 置 应 根 据 成 形 平 面 给 出。可 以 通 过 在 不 同 的 成 形 平 台 高 度（z 轴）上 用 激 光 在 测 试 纸 上 产 生 平 行 线 的 方 法 来 确 定 焦 点 位 置。最 细 的 线 表 示 焦 点 位 置。6.4.7 焦点位置热稳定性检测准 备 时 间 结 束 后，焦 点 位 置 的 稳 定 性 评 估 的 激 光 功 率 应 为 最 大 标 称 激 光 功 率 的 10%、50%和 90%。每 种 功 率 设 置 的 最 短 测 试 时 间 应 为 15 min。应 使 用 合 适 的 测 试 设 备，在 垂 直 于 成 形 平 面 的 激 光 束 下 进 行。6.5 扫描振镜检测6.5.1 激光束位置测试通 过 激 光 打 标 合 适 的 几 何 图 案，并 对 图 案 进 行 测 量，确 定 相 对 于 成 形 平 面 的 激 光 束 位 置（场 校 正）的测 量。6.5.2 轨迹精度在 测 试 纸 上 以 给 定 的 扫 描 速 度 扫 描 几 何 图 案，附 录 A 给 出 了 一 种 轨 迹 精 度 测 试 的 几 何 图 形 示 例。轨 迹 精 度 测 试 结 果 应 有 相 应 测 试 记 录。轨 迹 精 度 应 使 用 光 学 仪 器 进 行 测 量，其 应 涵 盖 整 个 成 形 平 台 范 围，具 体 检 测 内 容 如 下：a）闭 合 或 互 补 轮 廓 的 跳 入 和 跳 出 点 一 致；b）改 变 扫 描 方 向 时 的 轨 迹 精 度（光 学 系 统 的 惯 性）；c）不 同 曝 光 形 式（例 如 轮 廓 和 体 积 曝 光）之 间 的 重 叠 区 域。5DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 36.5.3 扫描速度扫 描 速 度 的 测 量 应 在 x 和 y 以 及（4515）方 向 进 行。可 以 通 过 在 工 作 平 台 成 形 平 面 上 的 测 试 纸 上 进 行 扫 描 来 确 定 扫 描 速 度。6.6 具有多个光束源的设备的附加要求若 多 激 光 束 源 设 备 的 各 激 光 器 只 在 各 自 的 区 域 内 成 形 各 自 的 零 件，则 只 需 要 对 每 个 激 光 器 在 对 应 工作 区 域 内 进 行 测 试。若 多 激 光 束 源 设 备 的 各 激 光 器 需 要 协 同 工 作 打 印 跨 区 域 的 零 件，则 需 要 进 行 额 外 的 测 试，测 试 方 法可 由 供 需 双 方 协 商 确 定。6.7 机械功能测试6.7.1 一般要求应 检 查 与 成 形 过 程 相 关 的 机 械 运 动 系 统 的 精 度 和 可 重 复 性。6.7.2 成形平台移动精度应 在 规 定 的 运 动 范 围 内（例 如 通 过 百 分 表 或 玻 璃 刻 度 尺）确 定 成 形 平 台 的 运 动 精 度 和 重 复 定 位 精 度。成 形 平 台 应 逐 步 移 动，移 动 距 离 应 等 于 粉 末 层 厚 度 值 或 为 其 整 数 倍。成 形 平 台 至 少 在 5 个 高 度 位 置 上 进 行 测 试，其 中 应 包 括 平 台 空 载 时 的 最 高 位 置 和 平 台 承 受 载 荷 的 最低 位 置。应 根 据 所 要 成 形 的 材 料（相 对 密 度）和 成 形 能 力 规 定 测 试 时 的 载 荷，最 小 为 正 常 承 载 能 力 的30%。6.7.3 供粉平台移动精度应 在 供 粉 平 台 规 定 的 运 动 范 围（例 如 通 过 百 分 表 或 玻 璃 刻 度 尺）内 确 定 供 粉 平 台 的 运 动 精 度 和 可 重复 性。供 粉 平 台 应 逐 步 移 动，移 动 距 离 应 等 于 粉 末 层 厚 度 值 与 供 粉 比 乘 积 或 为 其 整 数 倍。供 粉 平 台 至 少 在 5 个 高 度 位 置 上 进 行 测 量，其 中 应 包 括 平 台 空 载 时 的 最 高 位 置 和 平 台 承 受 载 荷 的 最低 位 置。应 根 据 所 要 成 形 的 材 料（相 对 密 度）和 成 形 能 力 规 定 载 荷。注：使 用 非 供 粉 平 台 的 设 备。可 根 据 供 需 双 方 协 商 确 定 的 方 法 验 证 输 入 机 器 的 粉 末 数 量 是 恒 定 的。6.7.4 铺粉运动装置检 查 铺 粉 装 置 的 运 动 是 否 均 匀 且 可 重 复，检 查 应 在 使 用 粉 末 的 情 况 下 进 行。6.8 成形室内气氛应 使 用 适 当 的 传 感 器 和 控 制 系 统 确 保 工 作 过 程 中 保 护 气 体 的 纯 度 符 合 要 求。传 感 器 系 统 应 进 行 校 准，并 提 供 校 准 证 明。通 过 测 量 给 定 时 间 段 内 的 压 力 变 化 来 测 试 设 备 的 气 密 性。6.9 噪声设 备 成 形 过 程 中 产 生 的 噪 声 按 照 GB/T 3222.22022 中 7.5 规 定 的 方 法 进 行 测 试。6DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 36.1 0 成形性能测试在 验 收 检 测 时 可 成 形 供 需 双 方 协 商 一 致 的 测 试 件，开 展 设 备 成 形 性 能 测 试。性 能 检 测 包 括 但 不限 于：a）表 面 质 量，如 凸 起、凹 槽、裂 纹、粘 粉、颜 色；b）内 部 质 量，如 气 孔、未 熔 合、裂 纹、夹 杂 等 缺 陷；c）显 微 组 织；d）几 何 尺 寸 精 度，可 参 考 GB/T 39329 或 JB/T 10625 进 行；e）力 学 性 能。6.1 1 加热系统设 备 如 有 加 热 系 统，加 热 系 统 应 按 规 定 进 行 证 明 或 验 证。6.1 2 在线监控系统设 备 如 有 在 线 监 控 系 统，应 按 规 定 进 行 证 明 或 验 证。7 检测记录及报告应 完 整 记 录 检 测 结 果。检 测 报 告（见 附 录 B 中 的 示 例）应 至 少 包 含 以 下 信 息：a）金 属 激 光 粉 末 床 熔 融 设 备 型 号；b）设 备 序 列 号；c）检 测 地 点、环 境 和 运 行 条 件；d）检 测 适 用 范 围（材 料 和 运 行 限 制）；e）检 测 结 果；f）检 测 日 期；g）承 检 机 构 名 称、检 测 人 员 的 姓 名；h）备 注 及 具 体 说 明。7DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 3附 录 A（资料性）轨迹精度测试几何图形轨 迹 精 度 测 试 几 何 图 形 见 图 A.1 所 示。图 A.1轨迹精度测试几何图形轨 迹 扫 描 顺 序：ABCDACHBDFAGECGBEDHFEHGFGHEF。8DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 3附 录 B（资料性）验收报告验收报告金属激光粉末床熔融设备的设备编号：设 备 供 应 商：设 备 名 称：设 备 序 列 号：参 数 值光学系统激 光 功 率 测 试：激 光 功 率 稳 定 性 测 试：激 光 束 几 何 形 状 测 试：焦 点 位 置 测 试：激 光 束 位 置 测 试：轨 迹 精 度：扫 描 速 度：平台运动成 形 平 台：供 粉 平 台：铺 粉 装 置：成形室保护气体种类及纯度论证工件：数据记录系统安全系统激 光 器 供 应商：激 光 器 名 称：激 光 器 序 列 号：测量结果（最 大 偏 差)%符合标准的极限值备 注：测 试 人：验 收 人：验 收 地 点：验 收 日 期：9DB 3 2/T 4 6 0 5 2 0 2 3参 考 文 献1 GB/T 18490（所 有 部 分）机 械 安 全 激 光 加 工 机2 GB/T 39329 增 材 制 造 测 试 方 法 标 准 测 试 件 精 度 检 验3 JB/T 10625 激 光 选 区 烧 结 快 速 成 形 机 床 技 术 条 件4 ISO 11146（all parts）Lasers and laserrelated equipment Test methods for laser beam widths，divergence angles and beam propagation ratios1 0