增材制造零件采購要求的標(biāo)準(zhǔn)化考慮

增材制造技術(shù)以其獨(dú)特的成形方式及技術(shù)優(yōu)勢,，正在逐步融入現(xiàn)有工業(yè)體系中,，與傳統(tǒng)減材與等材制造技術(shù)融合、互補(bǔ),，成為未來工業(yè)制造領(lǐng)域不可替代的一部分,。增材制造技術(shù)基于離散-堆積原理，由零件三維數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),，通過原材料（粉末,、絲材、液體等）直接制造零件,，從而在一臺(tái)設(shè)備上可快速精密地制造出任意復(fù)雜形狀的零件,，實(shí)現(xiàn)了零件“自由制造”，解決了許多復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的成形,，并大大減少了加工工序,，縮短了加工周期。而且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,，其制造速度的作用就越顯著,。

3D打印零件質(zhì)量有據(jù)可循

長久以來，在傳統(tǒng)制造技術(shù)條件下,，零件采購及驗(yàn)收已形成了一套完整的技術(shù)要求及驗(yàn)收方法,，但這些都是基于傳統(tǒng)技術(shù)對于零件產(chǎn)品幾何尺寸、表面粗糙度,、制造工藝等方面的要求,，并不能完全適用于增材制造技術(shù)產(chǎn)品采購時(shí)的相關(guān)要求。

鑒于增材制造技術(shù)的特點(diǎn),，在其零件采購時(shí),，應(yīng)主要考慮方面包括：零件幾何外形；尺寸公差,；表面形貌,；零件構(gòu)建取向；零件生產(chǎn)用原材料；零件修復(fù),；可接受缺陷或偏差,；以及工藝質(zhì)量控制信息等；

1,、零件幾何外形
零件尺寸外形信息一般包括工程圖紙,、數(shù)字文件等，對零件進(jìn)行全面的定義,，并且所提供的數(shù)字文件（包括3D模型或零件幾何尺寸信息）應(yīng)能在供應(yīng)商與采購商雙方系統(tǒng)內(nèi)兼容,。

2、尺寸公差
增材制造技術(shù)由于其特殊的制造過程及較低的工藝約束,，在其最終零件的尺寸公差方面應(yīng)有特殊的要求,。在其功能區(qū)（例如，精加工需要留有機(jī)械加工余量區(qū)域）和非功能區(qū)（例如,，僅用于美觀或裝飾的區(qū)域）的尺寸公差要求不同,，在采購時(shí)需要明確說明。一般來說,，一般公差應(yīng)符合ISO 2768-1和ISO 2768-2,。

3、表面形貌
在采購訂貨時(shí),，應(yīng)該指定增材制造零件的表面形貌,，例如，可以參考現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)ISO 1302或ISO 25178來確定,�,？梢酝ㄟ^指定整個(gè)零件或關(guān)鍵部位的表面粗糙度或波形來形成表面形貌的要求。

4,、零件構(gòu)建取向
零件構(gòu)建取向的不同會(huì)直接影響零件的最終性能,。因此，在采購時(shí),，應(yīng)指明零件構(gòu)建取向及對應(yīng)的制造工藝,。構(gòu)建取向的表示可參考ISO/ASTM 52921。

5,、零件生產(chǎn)用原材料
原材料的品質(zhì)及狀態(tài)直接影響了最終零件的質(zhì)量,。因此，在采購訂貨時(shí)應(yīng)注明對于原材料的要求,，包括化學(xué)組分、原材料性能,、存儲(chǔ)狀態(tài),、工藝要求等。必要時(shí) ，也應(yīng)對于原材料重復(fù)再利用的要求進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)定,。


6,、零件修復(fù)
增材制造零件的修復(fù)要求應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。在采購訂貨時(shí),，應(yīng)標(biāo)明經(jīng)批準(zhǔn)修復(fù)方法,，并且修復(fù)條件等應(yīng)由需方指定并批準(zhǔn)。

7,、可接受缺陷或偏差
依據(jù)于不同的使用環(huán)境及技術(shù)要求,，并且基于目前缺乏通用的缺陷表征及判定依據(jù)的現(xiàn)狀，增材制造零件允許缺陷應(yīng)由供需雙方協(xié)商,，具體包括了零件內(nèi)部的裂紋,、缺陷、不連續(xù)性,、雜質(zhì),、夾雜物、污染物及孔隙率等,。


8,、工藝質(zhì)量控制信息
在訂貨采購時(shí)，采購方應(yīng)明確對于增材制造過程中工藝質(zhì)量控制信息的相關(guān)要求,，包括工藝規(guī)范,、評(píng)測方法等標(biāo)準(zhǔn)，從而保證工藝過程可重復(fù)性要求,。同時(shí),，應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定這些信息的記錄文檔的保存期限，以備待查,。

零件采購時(shí),，還應(yīng)注明零件交付時(shí)的包裝、運(yùn)輸,、貯存等相關(guān)要求,。另一方面，由于增材制造零件應(yīng)用環(huán)境及條件不同,，其采購要求也不盡相同,。對于其他特殊的要求，可以通過采購單上的附加說明予以闡述,。

同時(shí),，在增材制造零件驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)考慮零件不同使用環(huán)境要求,、零件制造工藝技術(shù)特點(diǎn),、制造技術(shù)成熟度等方面，分為新工藝研發(fā)時(shí)所用的合格零件驗(yàn)收要求、批量生產(chǎn)時(shí)的首件鑒定驗(yàn)收要求以及用于持續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量控制的質(zhì)量一致性驗(yàn)收要求,。各階段的驗(yàn)收均應(yīng)有相應(yīng)的驗(yàn)收文檔,，以保證后續(xù)質(zhì)量溯源等相關(guān)使用。

目前,，ISO TC261與ASTM F42正在聯(lián)合開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定工作,，為增材制造零件產(chǎn)品采購及后續(xù)驗(yàn)收提供標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，讓我們拭目以待,。


本文作者：栗曉飛 博士（中國航空綜合技術(shù)研究所）