《增材制造設計金屬材料激光粉末床熔融gb/t42617-2023》詳細解讀contents目錄1范圍2規范性引用文件3術語和定義4符號和縮略語4.1符號4.2縮略語5工藝特性5.1零件尺寸contents目錄5.2PBF工藝優勢5.3PBF工藝局限5.4經濟性和效率5.5功能約束5.6尺寸、形狀和位置精度5.7數據質量、分辨率、表示形式6設計準則6.1材料和結構特性6.2支撐結構contents目錄6.3成形方向、位置和擺放6.4材料的各向異性6.5表面粗糙度6.6后處理6.7設計關注附錄A(資料性)本文件與ISO/ASTM52911-1:2019結構編號對照情況附錄B(資料性)本文件與ISO/ASTM52911-1:2019技術差異及其原因contents目錄附錄C(資料性)PBF-LB/M用原材料附錄D(資料性)應用案例參考文獻011范圍03適用于各類金屬材料激光粉末床熔融增材制造，包括但不限于不銹鋼、鈦合金、鋁合金等。01適用于金屬材料激光粉末床熔融增材制造過程的設計、生產、檢驗與交付。02涉及相關術語和定義、設計要素、制造過程控制、檢驗與試驗以及交付要求。1范圍022規范性引用文件所引用的規范性文件均來自國內外權威機構或標準化組織，確保標準的科學性和可靠性。國內外權威標準根據增材制造金屬材料激光粉末床熔融技術的特點和需求，有針對性地篩選相關規范性文件，提高標準的適用性。針對性篩選隨著技術和標準的不斷發展，及時更新所引用的規范性文件，保持標準的時效性。及時更新2規范性引用文件033術語和定義123增材制造是一種通過逐層堆積材料來制造物體的過程，與傳統的減材制造方法相比，具有節省材料、制造復雜形狀等優勢。定義AdditiveManufacturing（AM），也稱為3D打印。英文名稱增材制造廣泛應用于航空航天、醫療、汽車、電子等領域。應用領域3術語和定義044符號和縮略語L表示長度或寬度方向的尺寸，單位通常為毫米（mm）。V表示體積，單位根據上下文確定，如立方毫米（mm3）或立方米（m3）。R表示半徑，單位通常為毫米（mm）。4符號和縮略語054.1符號材料相關符號01包括材料的種類、狀態、處理方式等，如不同金屬粉末的標識、熔融狀態的表示等。這些符號有助于準確描述和記錄實驗過程中的材料信息。工藝相關符號02涉及激光功率、掃描速度、粉末層厚度等關鍵工藝參數，以及熔融、凝固、熱處理等工藝步驟的符號表示。這些符號有助于精確控制制造過程，確保產品質量。尺寸與形位公差符號03用于表示增材制造產品的尺寸精度和形位公差，如直線度、平面度、圓度等。這些符號對于評估產品的幾何特征和互換性具有重要意義。4.1符號064.2縮略語LPBFLaserPowderBedFusion，激光粉末床熔融。AMAdditiveManufacturing，增材制造。SLMSelectiveLaserMelting，選區激光熔化。4.2縮略語075工藝特性粉末粒度與分布影響打印件的致密度和表面粗糙度，需嚴格控制粉末的粒度和分布范圍。粉末流動性良好的粉末流動性可確保鋪粉的均勻性，提高打印成功率。粉末松裝密度對打印件的尺寸精度和內部質量有重要影響。5工藝特性085.1零件尺寸尺寸精度零件尺寸需滿足一定的精度要求，標準中規定了尺寸精度的評估方法和允許偏差，以確保零件的互換性和使用性能。尺寸穩定性增材制造的零件在使用過程中需要保持尺寸穩定性，標準對零件的尺寸穩定性進行了要求，并提供了相應的測試方法。尺寸范圍標準規定了增材制造零件的尺寸范圍，包括最大尺寸和最小尺寸，確保零件的可制造性和質量。5.1零件尺寸095.2PBF工藝優勢通過激光束精確熔化金屬粉末，實現材料的逐層堆積，最大限度地減少材料浪費。粉末床熔融技術PBF工藝能夠制造出接近最終形狀的零件，減少后續機加工的需求，提高材料利用率。近凈成形能力未熔化的粉末可以經過篩分和處理后重新使用，進一步降低生產成本。可回收再利用5.2PBF工藝優勢105.3PBF工藝局限較高的制造成本由于PBF工藝需要使用高功率激光器和昂貴的金屬粉末材料，導致其制造成本相對較高。制造效率限制PBF工藝在逐層堆積制造過程中，每層都需要進行激光掃描和粉末鋪設，因此制造效率受到一定限制，不適合大規模快速生產。5.3PBF工藝局限115.4經濟性和效率通過精確計算所需粉末材料量，減少材料浪費，降低生產成本。優化原材料使用提高設備利用率節能減排合理安排打印任務和設備維護時間，確保設備處于最佳工作狀態，提高生產效率。采用環保型打印材料和節能技術，降低生產過程中的能耗和排放，實現綠色制造。0302015.4經濟性和效率125.5功能約束幾何約束涉及增材制造零件形狀、尺寸及位置關系的限制條件。物理約束針對材料性能、工藝過程及后處理等方面的約束。功能性約束為確保零件在使用過程中滿足特定功能要求而設定的約束。5.5功能約束135.6尺寸、形狀和位置精度

5.6尺寸、形狀和位置精度嚴格控制粉末材料質量為確保增材制造產品的尺寸精度，應選用粒度分布均勻、流動性好的金屬粉末材料。優化工藝參數通過調整激光功率、掃描速度、鋪粉厚度等關鍵工藝參數，可有效控制產品的尺寸精度。后處理及檢測增材制造完成后，應進行必要的后處理，如熱處理、機械加工等，以提高產品尺寸精度，并實施精確檢測確保產品質量。145.7數據質量、分辨率、表示形式5.7數據質量、分辨率、表示形式準確性確保所提供的增材制造數據具備高準確性，以減少制造過程中的誤差和偏差。完整性數據應包含制造所需的所有信息，確保制造過程的順利進行。一致性數據在不同環境和平臺下應保持一致性，以確保制造結果的可預測性。156設計準則確保零部件的功能需求得到滿足，考慮增材制造的特點進行結構優化。針對不同行業和應用場景，制定相應的功能性設計標準。強調設計過程中的功能驗證與測試，確保產品性能穩定可靠。6設計準則166.1材料和結構特性包括不銹鋼、鋁合金、鈦合金等多種金屬粉末，具有優異的力學性能和耐腐蝕性。金屬粉末材料通過添加陶瓷、增強纖維等，提高金屬材料的強度、硬度及耐磨性。復合材料根據客戶需求，研發具備特定性能的新型金屬粉末材料。定制化材料6.1材料和結構特性176.2支撐結構具有較高的穩定性和支撐強度，適用于大型復雜零件的打印。塊狀支撐結構較為輕盈，可以在保證支撐效果的同時減少材料使用。樹枝狀支撐由線條構成的網狀結構，透氣性較好，適用于需要較好熱交換的零件打印。網狀支撐6.2支撐結構186.3成形方向、位置和擺放減少支撐結構根據零件形狀和結構特點，選擇合適的成形方向，以減少支撐結構的使用，提高打印效率和降低成本。保證精度和表面質量成形方向的選擇應確保打印零件的關鍵尺寸和表面質量不受影響，避免出現明顯的臺階效應或表面粗糙度問題。考慮后處理便利性在選擇成形方向時，還應考慮打印完成后零件的后處理便利性，如易于去除支撐結構、便于進行熱處理等。6.3成形方向、位置和擺放196.4材料的各向異性概念描述各向異性是指材料在不同方向上呈現出不同的物理、化學或力學性能。形成原因增材制造過程中，金屬粉末在激光束的作用下逐層熔化并凝固，從而形成具有特定結構和性能的金屬零件。由于制造過程的特殊性，金屬零件在微觀結構和性能方面會表現出各向異性。影響因素材料的各向異性與制造工藝參數、粉末特性、后處理等因素密切相關。6.4材料的各向異性206.5表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性。它是反映表面微觀不平度或紋理特性的重要指標。表面粗糙度與機械零件的配合性質、耐磨性、抗腐蝕性、密封性、外觀質量等密切相關。6.5表面粗糙度216.6后處理熱處理與應力釋放針對金屬打印件，常需進行熱處理，以消除內應力、提高材料性能。機械加工與精整根據需求，對打印件進行必要的機械加工，如切削、打磨等，以達到精度要求。清理與拆卸完成打印后，首先需對打印件進行清理，去除支撐結構，并從打印平臺上拆卸下來。6.6后處理226.7設計關注考慮材料性能根據增材制造產品的應用需求和服役環境，選擇具有合適物理、化學和機械性能的粉末材料。粉末質量評估對所選粉末材料進行嚴格的質量評估，包括粉末的粒度、形貌、流動性以及化學成分等，確保粉末質量符合標準要求。材料可追溯性建立粉末材料的可追溯性體系，確保原材料來源可靠，生產過程可監控，產品質量可追蹤。6.7設計關注23附錄A(資料性)本文件與ISO/ASTM52911-1:2019結構編號對照情況附錄A(資料性)本文件與ISO/ASTM52911-1:2019結構編號對照情況提供了本文件與ISO/ASTM52911-12019之間的結構編號對照表，便于讀者查閱和對比。詳細說明了每個結構編號在本文件和ISO/ASTM52911-12019中的具體含義，確保準確理解。通過對照情況，可以清晰地了解本文件與ISO/ASTM52911-12019在內容上的關聯和差異。24附錄B(資料性)本文件與ISO/ASTM52911-1:2019技術差異及其原因本文件對增材制造、金屬材料、激光粉末床熔融等術語進行了詳細定義，并與ISO/ASTM52911-1:2019進行了比對，確保了術語使用的一致性和準確性。在某些術語的解釋上，本文件根據國內實際情況進行了調整，使其更符合中國市場的需求和標準。針對一些新增的術語，本文件也給出了明確的定義和解釋，以反映增材制造技術的最新發展。附錄B(資料性)本文件與ISO/ASTM52911-1:2019技術差異及其原因25附錄C(資料性)PBF-LB/M用原材料粉末純度與雜質控制金屬粉末應具有高純度，嚴格控制雜質元素含量，以確保最終打印部件的力學性能和耐腐蝕性。粉末松裝密度與振實密度合適的松裝密度與振實密度有助于實現均勻的粉末鋪展，提高打印件的致密度和性能。粉末形態與粒度分布金屬材料粉末應具有規則的球形或近球形顆粒，粒度分布應符合增材制造工藝要求，以保證粉末的流動性與鋪展性。附錄C(資料性)PBF-LB/M用原材料26附錄D(資料性)應用案例功能性零部件制造利用激光粉末床熔融技術，可以制造出具有特定性能的功能性鋁合金零部件，如散熱片、熱交換器等，提高產品的綜合性能。輕量化結構件制造鋁合金具有密度低、強度高等特點，通過激光粉末床熔融技術，可以制造出形狀復雜的輕量化結構件，廣泛應用