GB/T 43233-2023 增材制造 系统性能和可靠性 航空航天用金属材料激光粉末床熔融设备验收试验（正式版）

ICS25.030GB/T43233—2023增材制造系统性能和可靠性航空航天用金属材料激光粉末床熔融设备验收试验国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T43233—2023 I 3术语和定义 25环境和操作条件 2 26.1一般要求 26.2激光束试验 26.3机械功能试验 46.4加热系统 56.5成形室内气氛 56.6数据记录 56.7安全系统 56.8可选试验 5 67试验报告 附录A(资料性)用于轨迹精度试验的几何图形 8附录B(资料性)试验报告示例 9 GB/T43233—2023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。本文件修改采用ISO/ASTM52941:2020《增材制造系统性能和可靠性航空航天用金属材料本文件与ISO/ASTM52941:2020的技术差异及其原因如下：-—用规范性引用的GB/T35351和GB/T41507替换了ISO/ASTM52900和ISO/ASTM52921(见第3章),沿用我国增材制造领域术语惯用的定义方式，以便于使用；——更改了环境和操作条件中健康安全的要求(见第5章),符合我国行业标准的规定；——用规范性引用的GB/T41572替换了ISO11154(见6.2.3),以满足当前我国增材制造用脉冲激光器试验的要求；本文件做了下列编辑性改动： —删除了ISO/ASTM52941:2020中6.8.3的热线风速仪示例，因热线风速仪的操作按照使用说--—更改了用于轨迹精度试验的几何图形和试验报告示例两个资料性附录的顺序(见附录A和附录B),根据其在正文中被移作附录之前所处位置的前后顺序；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)归口。本文件起草单位：安徽省春谷3D打印智能装备产业技术研究院有限公司、安徽拓宝增材制造科技晨光集团有限责任公司、西安增材制造国家研究院有限公司、安徽铭谷激光智能装备科技有限公司、I1GB/T43233—2023增材制造系统性能和可靠性航空航天用金属材料激光粉末床熔融设备验收试验本文件。GB/T35351增材制造术语GB/T41507增材制造术语坐标系和测试方法(GB/T41507—2022,ISO/ASTM52921:2013,MOD)ISO11146(所有部分)激光和激光相关设备激光光束宽度、发散角和光束传输比的试验方法(Lasersandlaser-relatedequipment—Testmethodsforlaserbeamwidths,divergenceanglesandbeampropagationratios)注：GB/T26599.1—2011激光和激光相关设备激光光束宽度、发散角和光束传输比的试验方法第1部分：无像散和简单像散光束(ISO11146-1:2005.IDT)3.13.2GB/T35351和GB/T41507界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.33.42GB/T43233—20233.5额定激光功率ratedlaserpower激光器制造商规定的最大输出功率。3.64设备维护。5环境和操作条件鉴定试验期间的环境和操作条件应符合设备制造商规定的范围，并符合设备用户在生产过程中规e)成形室压力；f)气体纯度；应符合GB/T43141中激光辐射和防火防爆的规定。6鉴定试验6.1一般要求设备鉴定试验应至少包括6.2～6.7中规定的要求。应根据测量仪器说明书使用经校准的测量仪器进行测量。激光功率的设置值应与实测值进行比较。在工作区域(即在成形室内)使用经校准的测量仪器进行测量。仪器应能准确测量实际激光功率范围。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，建议至少在三个点进行测量，包括额定激光功率的30%和90%。应根据设备制造商的规定执行热机时间。功率稳定性宜参照ISO11554的规定进行测量。如果ISO11554不适用，宜按照以下步骤进行3GB/T43233—2023测量：a)如果规定了热机时间，应在热机时间结束激光功率稳定性：1)设备执行热机时间后的最大额定激光功率；c)两次测量值之间的偏差不应超过±5%。脉冲激光器特性应按照GB/T41572的规定进行测量，试验项目由合同双方面垂直。除供需双方另有约定，激光束特性的评估应按照ISO11146(所有部分)的要求进行。应对照成形表面的高度给出z轴束腰位置的值。最小束腰位置可通过在不同成形平台高度(z轴)的测试板上用激光扫描相同路径产生的线来确定。最细的线的z轴高度值代表焦点位置。热机时间完成后，应在额定激光功率的10%、50%和90%下进行最小束腰位置稳定性的评估。根据使用的测量方法，应将该评估结果与6.2.5中的评估结果和/或6.2.4中的光斑大小评估结果进行比较。应确定激光束相对于工作平面(场校正)的精度。宜参照以下方法进行测量：——可使用激光在测试板上按照50条×50条纵横线构成的网格路径进行扫描，以网格左下方的格点为参照点，测试每个网格格点的激光束位置与规定位置的X-Y偏差矢量；应在测试板上按照给定的扫描速度扫描几何图形，以确定轨迹精度。附录A给出了用于轨迹精度试验的几何图形示例。应记录扫描速度。宜在最大工作范围和扫描速度范围内确定轨迹精度的几何图形，并用光学仪器进行测量。应评估4GB/T43233—2023----不同扫描轨迹之间的重叠区域(例如轮廓和实体)。应在X和Y方向以及(45±15)方向进行扫描速度测量。测量的扫描速度可由用户指定。示例：可通过成形平台上的测试板上的激光熔道(熔痕)来确定扫描速度。为此，在规定的时间段内扫描约除非供需双方另有约定，测量的扫描速度与规定值的最大允许偏差为±5%。约定进行额外的交叉校准。应记录测量结果。应测量机械结构的定位精度和重复定位精度。应在至少五个成形平台高度(0%、25%、50%、75%、100%)处进行测量，每个平台高度应至少进行5次连续移动，平台在最高位置处空载，在最低位置处承受重量负载。重量负载应与待加工材料(相对密度)和承载能力有关，至少为承载能力的30%。公差应由供需双方协商确定。应在至少五个供粉平台高度(0%、25%、50%、75%、100%)处进行测量，每个平台高度应至少进行5次连续移动，平台在最高位置处空载，在最低位置处承受重量负载。应根据待加工材料(相对密度)和承载能力规定重量负载。公差应由供需双方协商确定。5GB/T43233—2023加热系统的功能应按照设备用户的规定进行演示或验证。应演示或验证系统的数据记录功能。应演示或验证系统的安全功能。在鉴定试验时，可根据ISO/ASTM52902制造示例件和/或测试件。宜考虑以下因素：b)缺陷；c)多余(部分熔融)材料；f)几何尺寸精度；g)裂缝。不同位置的成形质量可通过成形平台上成形区域来评估。图1是成形区域评估的超声波检测示例。宜规定具体的无损检测方法和步骤。6GB/T43233—2023Y₁25025020080%0XY₂——信号功率。图1成形区域评估的超声波检测示例试验装置：热线风速仪(用来测量流体或气体的速度和方向的装置)。试验方法：通过测量放置在流体或气流中的导线(被电流加热)的热损失来实现。图2给出了成形平台的测量位置示例。图2成形平台的测量位置示例如果对设备进行了改造或对操作条件进行了重大变更(如改造、修理或更换关键部件、重新安置设备),则应重新进行相关的鉴定试验。软件变更可按需重新鉴定设备。设备的关键部件包括： ---气体系统；——光学系统；7GB/T43233—20237试验报告应完整记录试验结果。试验报告(见附录B中的示例)应至少包括以下信息：a)设备的型号和名称；b)设备序列号；d)试验范围(相关材料和操作限制);e)试验结果，见第6章；f)试验日期；h)试验人员；k)本文件编号。GB/T43233—2023(资料性)图A.1给出了用于轨迹精度试验的几何图形。AHAHGBFH→F→E→H→G→F→G→H→E→F。图A.1用于轨迹精度试验的几何图形9GB/T43233—2023(资料性)试验报告示例表B.1给出了试验报告的示例。表B.1试验报告示例金属材料激光粉末床熔融设备设备编号：设备制造商：激光器制造商：设备名称：激光器名