《上置式供粉金属粉末床激光熔融成形机床 技术规范》

1JB/T14970—202X上置式供粉金属粉末床激光熔融成形机床通用技术规范本文件规定了上置式供粉金属粉末床激光熔融成形机床的安全防护与环境保护、零部件质量要求、外观质量要求和性能要求，描述了运转试验、精度测试和加工性能测试方法，规定了检验规则、标志、包装、运输与贮存。本文件适用于采用上置式供粉系统的金属粉末床激光熔融成形机床的制造。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/T1033.1塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法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/T5226.34—2020机械电气安全机械电气设备第34部分：机床技术条件GB/T7932气动对系统及其元件的一般规则和安全要求GB/T9061金属切削机床通用技术条件GB/T9969工业产品使用说明书总则GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T14896.7特种加工机床术语第7部分：增材制造机床GB15577粉尘防爆安全规程GB/T17421.1机床检验通则第1部分：在无负荷或精加工条件下机床的几何精度GB/T17421.2机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定GB/T17421.5机床检验通则第5部分：噪声发射的确定GB/T18490.1机械安全激光加工机第1部分：通用安全要求GB/T18569.1机械安全减小由机械排放的有害物质对健康的风险第1部分：用于机械制造商的原则和规范GB/T23570金属切削机床焊接件通用技术条件GB/T25373金属切削机床装配通用技术条件GB/T25376金属切削机床机械加工件通用技术条件GB25493以激光为加工能量的快速成形机床安全防护技术要求GB/T26220工业自动化系统与集成机床数值控制数控系统通用技术条件GB/T32218真空技术真空系统漏率测试方法GB/T35351增材制造术语GB/T39128机床数控系统人机界面GB/T39254增材制造金属制件机械性能评价通则GB/T39329增材制造测试方法标准测试件精度检验JB/T8356机床包装通用技术条件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上置式供粉powdertop-feeding供粉装置位于成形工作台面的上方，自上而下供应粉末的方式。2JB/T14970—202X3.2定量供粉机构powderquantificationandfeedingunit按照层厚需求提供相应量粉末的机构。3.3储粉斗powderstoragehopper用于储存定量供粉机构所需粉末的容器。4安全防护与环境保护4.1上置式供粉金属粉末床激光熔融成形机床（以下简称“机床”）安全防护应符合GB25493和GB/T18490.1的要求。4.2机床电气安全应符合GB/T5226.1和GB/T5226.34—2020的要求。4.3机床控制系统的安全应符合GB/T5226.34—2020中附录A的要求。4.4机床在设计时应符合GB/T18569.1中的规定，考虑其排放有害性物质对健康造成的风险，采取抑制和防护措施。机床应配备排放接口，供用户外接烟尘处理系统。4.5如果根据机床的使用要求需要采取粉尘防爆措施，应按照GB15577的规定进行设计。5零部件质量要求5.1机床的零件的加工表面不应有锈蚀、毛刺、磕痕、划痕和其他缺陷。5.2丝杆、导轨等易被粉尘污染的零部件应设置防尘装置。5.3运动中有可能松脱的零部件应设置防松装置。5.4升降机构、铺粉机构等往复运动部件应采取可靠的限位措施，运动轴应设置机械或光学等限位装置。5.5床身、成形平台等重要基础结构件应做消除内应力处理。5.6金属外露表面应做表面防氧化处理。5.7各运动机构传动副、导轨副、激光器及扫描振镜（包含场镜或动态聚焦镜）等主要零部件应满足机床设计要求。5.8激光器、扫描振镜和光学镜片应采取防尘、隔振、散热等保护措施。5.9上置式供粉管道在成形室出口处与成形室壁之间应采取密封措施。5.10定量供粉机构的运动应平稳、无阻滞，静态时无粉末泄漏。5.11零部件的装配、机床的总装以及机械加工件应符合GB/T25373中的规定。5.12焊接件应符合GB/T23570中的规定。5.13气动元件应符合GB/T7932中的规定。6外观质量要求6.1机床表面不应有划伤及凹陷、裂缝、污垢和变形等。表面涂覆层应均匀，不应有起泡、龟裂、脱落、磨损和其他机械损伤。外露的焊缝应平直、均匀。6.2机床外观质量还应符合GB/T9061中的规定，机床零、部件外露结合面的边缘应整齐、匀称，除设计允许外不应有明显的错位，错位量和错位不均匀称量应符合表1的规定；机床的门、盖与机床的结3JB/T14970—202X合面应贴合，贴合缝隙值宜符合表1的规定；机床的电气柜、电气箱等的门、盖周边与其相关件的缝隙应均匀，缝隙不均匀值应符合表1的规定。表1机床外观质量要求L≤500L＞3150234523423452347性能要求7.1机械运动7.1.1Z轴升降运动应平稳顺畅，运动限位应准确可靠。7.1.2定量供粉机构、铺粉机构等运动应平稳顺畅，运动的启停应灵活可靠。7.2激光器与外光路7.2.1激光器的最大输出功率不应小于技术文件规定的额定激光输出功率。7.2.2激光器的输出功率波动率不应超过±3%。7.2.3激光器的光束质量应符合技术文件的规定。7.2.4外光路的功率损耗不应超过5%。7.3扫描振镜7.3.1扫描振镜的光斑定位误差不应超过±100μm。7.3.2扫描振镜的光斑重复定位误差不应超过20μm。7.4气氛保护系统应在设定时间内，将成形室的氧含量控制在设定范围内，氧含量超过设定范围时自动报警。7.5控制系统7.5.1控制系统应符合GB/T26220的要求，应有实时监控、日志反馈、文件读入、模型布局、成形参数设置、过程模拟和显示、自动报警、自动停机、激光器保护等功能。7.5.2控制系统人机界面应符合GB/T39128的要求，实时显示的信息应包括但不限于以下内容：a)当前位置，b)当前层数，c)成形层厚，d)成形室氧含量，e)成形室气压，f)报警信息，g)循环气体参数，h)粉末余量。4JB/T14970—202X7.5.3机床运行发生包括但不限于以下异常情况时，控制系统应能及时报警并记录异常信息：a)激光器故障，b)扫描振镜故障，c)机械故障，d)门锁开启，e)粉末量不足，f)成形室氧含量超标，g)循环气体参数异常。8运转试验8.1空运转试验空运转试验按表2进行。表2机床空运转试验项目1高速度的50%）及高速（最高速度的80%）变换，试验其运动的平稳性和功能的可靠性。同时，对上述运动按照全行程的10%的完成全行程运动试验，到限位点即停，验证2Z轴升降机构运动及限位试验3最大XY成形尺寸的20%、50%、80%的矩形，并4通电后检查各指示灯、显示器、继电器等的工作状态是否正常，5678关闭机床成形室的舱门，将技术文件规定压力的惰性气体源接入机床的进气口，启动机床的惰性气体保护功能，成形室内的氧含5JB/T14970—202X表2机床空运转试验项目（续）9d)找出压力随时间变化曲线的线性段，并在线性段上取两点A(t1,P1,T1)和B(t2,P2,T2)，t2-t1≥300s，被检TT8.2负荷运转试验8.2.1制件效率试验成形一个长20mm、宽20mm、高H的长方体。当机床成形高度≥50mm时，应选取H=50mm；当机床成形高度＜50mm时，应选取H=机床最大成形高度。由于分层厚度的不同，导致成形速度差异较大，为保证对比的有效性，应同时记录测试选用的分层厚度。测量总成形时间与成形速度的计算见式（2）：v=H/T…………（1）式中：v——成形速度（mm/min），应满足技术文件的要求；H——成形长方体高度（mmT——成形时间（min）。8.2.2连续成形制件试验连续成形制件8h以上，机床无停止和故障；如果按技术文件规定的最大成形尺寸成形时，总加工时长仍不足8h，按技术文件规定的最大成形尺寸试验，结果应满足技术文件的要求。8.2.3最大成形尺寸试验按照机床设计的最大成形尺寸成形试件，测量实际成形的最大零件尺寸，结果应满足技术文件的要8.2.4最小层厚试验按照机床设计的最小层厚进行铺粉，铺设50层，利用高度尺测量粉床的总厚度，计算得出平均最小层厚，结果应满足技术文件的要求。9精度测试机床运动轴的几何精度和定位、重复定位精度按GB/T17421.1和GB/T17421.2的描述进行测试，结果应满足技术文件的要求。6JB/T14970—202X10加工性能测试10.1试件精度机床成形的试件精度按GB/T39329的描述进行测试。10.2试件力学性能试件的力学性能按GB/T39254的描述进行测试。10.3试件密度试件的密度按附录A的描述进行测试。11检验规则11.1概述机床各项目的检验类型根据不同情况而定：a)出厂检验——制造商在机床出厂前的检验；b)过程检验——制造商在机床生产过程中的检验或零部件供应商的出厂检验；c)使用检验——用户在机床使用过程中的检验。11.2检验原则每一台机床都应进行检验。检验工作在生产企业进行，满足要求的机床方可出厂。11.3检验项目机床的检验应按表3进行。表3机床检验项目14是25是3是4是57是6是7否89是9否12标志、包装、运输与贮存12.1标志12.1.1机床铭牌应至少包含产品名称、型号、电源、功率、产地、生产日期、执行标准编号等内容。12.1.2使用说明书中的文字、符号和标志应符合GB/T9969的要求。12.2包装12.2.1机床包装应符合GB/T13384和JB/T8356的要求。12.2.2激光器、扫描振镜及专用的功率计（可选）等可采用生产企业的原始包装或按照其原始包装方7JB/T14970—202X式进行包装。12.3运输12.3.1机床应有便于拆装运输的起吊装置。12.3.2机床应符合铁路、公路、水路运输和机械化装载的规定。12.3.3运输过程中，应有防压、防震、防潮、防雨和防尘措施。12.3.4激光器、扫描振镜如独立包装，应符合防震、防雨和防尘的运输要求。12.4贮存12.4.1机床应贮存在通风、干燥的室内环境中。12.4.2环境中不得有易燃、易爆的产品及有腐蚀性的化学物品，并且应无强烈的机械振动、冲击或强磁场作用。12.4.