JBT 14716-2023 增材制造装备 面曝光光固化三维打印机 (正式版)

ICS25.040.20CCSJ59中华人民共和国机械行业标准Additivemanufacturingequipment—Photopolymerization3Dprint中华人民共和国工业和信息化部发布IJB/T14716—2023前言 Ⅱ Ⅲ 12规范性引用文件 13术语和定义 14通用要求 15性能要求 36试验方法 37检验规则 78标志、包装、运输和贮存 9表1测试件精度等级 表2检验项目 图1XY方向尺寸精度测量模型样件示意 图2Z方向尺寸精度测量模型样件示意 图3光均匀度测量位置示意 参考文献 本文件按照GB/T1.1—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。本文件由全国特种加工机床标准化技术委员会（SAC/TC161）、全国增材制造标准化技术委员会（SAC/TC562）联合归口，并由全国特种加工机床标准化技术委员会负责执行。本文件起草单位：先临三维科技股份有限公司、苏州电加工机床研究所有限公司、中机研标准技术研究院（北京）有限公司、厦门光服科技有限公司、威斯坦（厦门）实业有限公司、西安交通大学、西安增材制造国家研究院有限公司。本文件主要起草人：赵晓波、庞博、王应、薛莲、王根勇、黄龙彬、郭文华、侯颖、周徽、吴本文件为首次发布。JB/T14716—2023面曝光光固化三维打印机已经广泛应用于文化创意和生物医疗等领域，尤其是在齿科这类高附加价值产业中具备了经济效益，且具有一定的技术优势，因此具有极大的发展潜力。但是，目前各个厂商生产的设备质量参差不齐，生产工艺和产品性能均存在一定程度的问题。同时，客户也对该设备的性能评估标准提出了需求。本文件旨在从快速发展的行业现状和产品应用需求出发，规范增材制造领域基于面曝光光固化三维打印机的性能要求，为产品的生产、销售、使用等环节提供强有力的技术支撑，有利于保障客户利益，提升产品性能，并促进新兴产业的整体发展。1JB/T14716—2023增材制造装备面曝光光固化三维打印机本文件规定了面曝光光固化三维打印机的通用要求和性能要求，描述了相应的试验方法，规定了检验规则及标志、包装、运输和贮存。本文件适用于采用数字光处理（digitallightprocessing，DLP）或图像掩码（imagemask）技术的面曝光光固化三维打印机的制造。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/T191包装储运图示标志GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.3环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB/T2423.10环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）GB2893安全色GB2894安全标志及其使用导则GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T14896.7特种加工机床术语第7部分：增材制造机床GB/T35351增材制造术语3术语和定义GB/T14896.7和GB/T35351界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1面曝光光固化photopolymerizationbasedonsurfaceexposure单次使整个成形面发生交联反应的成形工艺。4通用要求4.1安全防护24.1.1光学防护设备应具有明显的安全或警示标识，应警示紫外光可能带来的潜在伤害。设备光学系统应置于机壳内部，光学系统工作时，光路不应直接暴露在设备外壳外部。设备应设计紫外光安全防护或急停装置，以防紫外光对人体造成的伤害。4.1.2电气防护设备电气系统应符合GB/T5226.1的规定。4.1.3传动部件防护做相对运动的部件之间应保证安全距离。可能造成危险的传动、转动装置应置于机壳内部，并采取相应的安全防护措施。运动部件上外露的定位件或凸出部分应平滑或施加防护措施。4.2外观4.2.1设备外观应整洁，表面不应有明显的凹痕、划伤、裂缝、变形和污染等缺陷。表面涂覆层应均匀，不应有明显的起泡、龟裂、脱落、磨损和其他机械损伤。4.2.2机械件应无裂痕、明显变形，金属零部件不应有锈蚀及其他机械损伤。电气部件应无明显移位或脱落，触点没有明显的腐蚀。4.2.3标识的文字、符号应清晰、规范。4.3装配4.3.1所有紧固件、连接件、标识等应装配牢固无松动，外露螺丝规格统一。4.3.2设备Z轴及其他传动部件，应装配牢固无松动，且运动时无异响。4.3.3设备线束应布置紧凑、排列整齐和固定，不应与其他零部件发生摩擦或碰撞。4.3.4设备装配后在运输时，应能承受相应的振动；紧固件、连接件、传动部件等在运输结束后，牢固无松动。4.4电源适应性设备在（220±22）V/50Hz或（380±38）V/50Hz电源条件下，应能正常工作。4.5环境适应性4.5.1工作温度上下限设备在18℃~32℃范围内应正常工作。4.5.2工作相对湿度上下限设备在30%～70%湿度范围内应正常工作。4.5.3低温贮存设备应能承受-20℃±2℃、24h低温贮存试验，试验结束后在工作温度下恢复2h应正常工作。4.5.4高温贮存设备应能承受60℃±2℃、24h高温贮存试验，试验结束后在工作温度下恢复2h应正常工作。3JB/T14716—20234.5.5恒定湿热贮存设备应能承受40℃±2℃、93%±3%RH、24h的恒定湿热贮存试验，试验结束后在工作温度下恢复2h应正常工作。5性能要求5.1最大成形尺寸应符合技术文件的规定。5.2打印速度打印速度应标明打印时所使用的分层厚度，其他要求应符合技术文件的规定。5.3尺寸精度按照工件的加工精度要求，可将设备在X、Y、Z方向的尺寸精度分为6个等级，分别用1级、2级、3级、4级、5级、6级表示，大于6级的其他情况不予分级。设备的精度等级应根据测试件计算出的尺寸误差值来计算，见表1。表1测试件精度等级5.4对比度对于采用数字光处理技术的设备，其对比度应大于700∶1；对于采用图像掩码技术的设备，其对比度应大于300∶1。5.5光均匀度对于采用数字光处理技术和图像掩码技术的设备，光均匀度应大于70%。6试验方法6.1试验条件本文件中除特殊要求外，其他试验均应在下述标准条件下进行：a）温度：25℃±2℃;b）相对湿度：30%～70%。6.2安全防护6.2.1光学防护目测检查设备在运行过程中是否有漏光。46.2.2电气防护按照GB/T5226.1的规定进行检查。6.2.3传动部件防护目测检查运动部件上外露的定位件或凸出部分是否有平滑或施加防护措施。6.3外观目测检查设备外观是否整洁，机械件有无裂痕、明显变形，标识的文字、符号是否清晰、规范。6.4装配距离设备0.5m处目测观察设备紧固件、连接件、标识、传动部件等是否牢固无松动。6.5电源适应性依据设备铭牌信息，选择220V/50Hz或380V/50Hz电源试机运行，观察设备应正常工作。6.6环境适应性6.6.1工作温度下限试验按GB/T2423.1“试验Ad”规定方法进行，受试样品裸机先进行初始检测，在受试样品不工作的条件下，将箱内温度逐渐降到工作温度下限值，待温度稳定后，开机运行2h，应正常工作。试验完后，待箱温度回到室温，取出样品，在正常大气压下恢复2h，并进行检测。6.6.2工作温度上限试验按GB/T2423.2“试验Bd”进行，受试样品裸机先进行初试检测，在受试样品不工作的条件下，将箱温度逐渐升到工作温度上限值，待温度稳定后，开机运行2h，应正常工作。试验完后，待箱温度回到室温，取出样品，在正常大气压下恢复2h，并进行检测。6.6.3低温贮存试验按GB/T2423.1“试验Ab”进行，将样品带最小外包装放入低温箱，使箱温度降到规定的贮存温度下限，在受试样品不工作的条件下存放24h，取出样品回到室温，再恢复2h，进行最后检验。为防止试验中受试样品结霜和凝露，允许将受试样品用聚乙烯薄膜密封后进行试验，必要时还可以在密封套内装吸潮剂。6.6.4高温贮存试验按GB/T2423.2“试验Bb”进行，将样品带最小外包装放入高温箱，使箱温度升到规定的贮存温度上限，在受试样品不工作的条件下存放24h，取出样品回到室温，恢复2h，并进行检测。6.6.5恒定湿热贮存试验按GB/T2423.3“试验Ca”规定的方法进行，受试样品裸机应进行初始检测，试验严酷程度取规定的贮存温度、湿热上限值，待温度和湿度到达规定值后，将受试样品在不工作的条件存放24h。取出样品回到正常工作环境，恢复2h，并进行检测。6.6.6振动试验按GB/T2423.10规定的方法进行检测。5JB/T14716—20236.7性能6.7.1最大成形尺寸打印设备规格中最大打印尺寸的物体，测量打印后的物体长宽高，结果不应小于技术文件中的明示尺寸。6.7.2打印速度打印1个长20mm、宽20mm、高Hmm的长方体。设备打印高度≥100mm时，应选取H=100mm；设备打印高度＜100mm时，应选取H=设备最大打印高度。由于分层厚度的不同，导致打印速度差异较大，为保证对比的有效性，应同时记录测试选用的分层厚度。测量总打印时间T，打印速度v的计算见公式（1）：v=H/T 式中：v——打印速度，单位：mm/h；H——打印长方体高度，单位：mm；T——打印时间，单位：h。6.7.3XY方向尺寸精度按图1所示的方式排版9个长方体（长10mm、宽10mm、高5mm）并打印。打印后，测量每一个长方体的长宽值Xn；依据公式（2）计算尺寸误差值Exy，统计18次计算结果，其最大绝对值即为XY方向尺寸精度Exy：Exy＝Xn－10.............................................................................（2）式中：Exy——尺寸误差值，单位：mm；Xn——长方体的长宽测量值，单位：mm。标引字母说明：m：设备最大成形尺寸的长度；n：设备最大成形尺寸的宽度。图1XY方向尺寸精度测量模型样件示意66.7.4Z方向尺寸精度居中摆放，打印图2所示的台阶状图形，台阶1作为牺牲层，不计算精度；依次测量台阶2至台阶5的高度Zn，并使用公式（3）计算误差值Ez：Ez＝|Zn－5|max 式中：Ez——尺寸误差值，单位：mm；Zn——台阶高度测量值，单位：mm。标引字母说明：Z：Z轴方向；t：测量台阶2至台阶5的高度Zn的测量区域。图2Z方向尺寸精度测量模型样件示意6.7.5对比度将设备光源功率设定至50%，分别投射255灰度及0灰度图片，使用光功率计在投影幅面居中位置进行测量，记录255灰度图片的光功率C1和0灰度图片的光功率C2，根据公式（4）计算对比度：C=C1/C2 （4）式中：C——对比度；C1——255灰度下的光功率，单位：mW/cm2或W/m2；C2——0灰度下的光功率，单位：mW/cm2或W/m2。6.7.6光均匀度将设备光源功率设定至50%，投射255灰度的纯色图片，按图3所示圆点位置使用光功率计进行测量，记录测量结果，根据公式（5）计算光均匀度：U=[1-(Umax-Umin)/Umean]×100% 7JB/T14716—2023式中：U——光均匀度；Umax——9次255灰度下光功率的最大取值，单位：mW/cm2或W/m2；Umin——9次255灰度下光功率的最小取值，单位：mW/cm2或W/m2；Umean——9次255灰度下光功率的平均值，单位：mW/cm2或W/m2。标引字母说明：m：设备最大成形尺寸的长度；n：设备最大成形尺寸的宽度。图3光均匀度测量位置示意7检验规则7.1出厂检验每台设备应由制造厂按本文件进行检验，经检验合格并签发质量检验合格证后方可出厂。出厂检验项目见表2。7.2型式检验型式检验项目见表2，型式检验样品应从出厂检验合格的设备中随机抽取1%。有下列情况之一时应进行型式检验：a）新设备或老设备转厂生产的试制定型鉴定；b）正式生产后，如结构，工艺或材料上有较大改变可能影响产品性能时；c）停产半年以上又恢复生产时；d）出厂检验结果与上次型式检验有较大的差异时；e）国家质量监督部门提出进行型式试验要求时；8f）产品出现重大质量责任事故时；g）正常生产时，定期或累计一定产量后的周期性检验。表2检验项目1√√2√√3 √4√√5√√6XY方向尺寸精度√√7Z方向尺寸精度√√8 √9 √—√ √—√ √ √—√ √7.3判定规则7.3.1出厂检验中，在其全部检验项目均符合相应的要求时，则判为设备出厂检验合格；只要有一项不符合相应的要求，则判为设备出厂检验不合格，并应在分析原因、排除故障后，对该项重新检验直到合格为止。7.3.2型式检验在其全部检验项目均符合相应的要求时，判为设备型式检验合格；型式检验项目有一项或一项以上不符合相应的要求时，可自同一组批中再次随机加倍抽样