关于增材制造技术标准体系现状与思考
增材制造技术近几年发展迅猛，特别是从2012年以来，全球范围内掀起了增材制造技术热潮，各类增材制造技术及设备逐步完善，工程应用范围也在逐步拓宽，覆盖了航空、航天、医疗、汽车、机械、化工、能源、艺术等众多领域，可制造的材料从非金属、钛合金、铝合金、钢、金属间化合物到高温合金，甚至到陶瓷材料和复合材料，伴随着增材制造产业的快速发展，其产业及技术发展中面临的标准化问题日益凸显，严重制约了增材制造产业的进一步发展。本文重点分析了国内外增材制造技术的标准体系，并结合增材制造技术的特点，初步规划了国内增材制造技术的标准体系，以期为增材制造产业的健康、持续、稳定发展提供标准化支持。
增材制造技术概述
增材制造与3D打印的定义是一致的么？国际标准化组织ISO联合ASTM于2015年发布了ISO/ASTM（增材制造技术术语）标准，标准中明确规定，增材是相对于减材制造和等材制造，以三维模型数据为基础，通过材料逐层叠加来制造零件或实物的工艺，而3D打印则是利用打印头、喷嘴或其他打印技术，将材料通过沉淀的方法来制造实物的工艺，通常在非技术领域3D打印作为增材制造的同义词。通过定义可以了解，一般通过简单的堆叠、沉积来制造实物的工艺被称为3D打印，而对于最终产品有各类性能（包括光、电、力、热、声等）要求时，相应的工艺则应称之为增材制造。
目前增材制造技术产品的高端装备领域主要为航空航天领域。美国波音777、787民用飞机，以及F-15、F-18、F-22军用飞机研制生产过程中，约有10类产品、200多个构件采用了增材制造技术。空客公司通过使用Stratasys的增材制造系统，成功制作了1000余件飞机零部件。这些增材制造零部件已被用于空客2014年底交付的新机型A350 XWB宽体飞机上。2013年底，GE公司宣布将采用金属选区熔化技术为其下一代GE Leap发动机生产喷嘴，每年的产量将达到4000个，生产周期可缩短2/3，生产成本降低50%，同时可靠性大大提高。在国内，以往增材制造技术主要应用于军机，并且在2012年之后呈现出井喷式发展，应用部位逐渐向次承力、主承力构件过渡，应用数量也从之前的几件猛增至几十件，“粉丝飞机”称号也应运而生。同时，在民机研制方面，中国商飞公司目前也在C919飞机型号研制中采用增材制造技术进行零部件生产，其具有代表性的大型零部件为C919天窗骨架和中央翼缘条，而小型、精度要求较高的增材制造零部件则主要应用于导向槽、摇臂等舱门结构。
国内外增材制造技术标准化现状
国外增材制造标准化工作的发展，从时间上大体分为两个阶段。
第一个阶段，2002年，美国机动车工程协会（SAE）发布了增材制造领域第一项标准AMS 4999《退火Ti-6AI-4V钛合金激光沉积制品》，预示着增材制造标准化工作的开始。该标准于2011年9月进行了修订，更名为 AMS 4999A《退火Ti-6AL-4V钛合金直接沉积制品》，不规定所使用的高能束流的种类，仅对最终制件的性能指标提出了要求，并结合现有的测试技术，提出了相应的推荐性检测指标。该标准规定了Ti6AI-4V增材制造的原材料、前处理、制造工艺、后处理、检验检测要求及方法等相关内容，其材料对应于国内TC4钛合金，适用于能量直接沉积制件的验收。
第二个阶段是2008年开始，也是增材制造标准化工作正式进入快速发展阶段。美国材料与试验协会（ASTM）着手开展相关工作，2009年ASTM国际标准组织组建了F42增材制造技术委员会。F42下设8个分技术委员会，目前已发布标准11项，还有11项标准正在制定中，主要由F42 01检测方法、F42 04设计、F42 05材料与工艺以及F42 91术语等4个分技术委员会起草发布。目前，F42 05主要针对于粉末床熔化（对应于SLS和SLM）技术的钛合金、镍基合金及塑料件开展了相应的标准制定，在标准中规定了相关工艺的原材料要求、前处理、制造过程中质量控制、后处理、检验检测要求及方法等方面的要求，适用于粉末床熔化制件的验收。
2011年ISO也成立了针对增材制造的标准化技术委员会TC261 ，同年与ASTM F42签署合作协议，共同开展增材制造技术领域的标准化工作，并分别于2013年和2015年联合发布了三份ISO/ASTM标准，分别从术语定义、坐标系定义、增材制造数据格式（AMF）等方面进行了规范。
在欧洲，欧盟在增材制造标准化方面提供了积极的支持，在欧盟第七框架计划的支持下，名为SASAM的项目启动。SASAM增材制造标准化小组联合了ISO、ASTM以及CEN多方力量并与2015年6月发布了2015增材制造标准化路线图。路线图中除了关于增材制造标准化路线图的详细介绍，还阐述了当前欧洲增材制造的优劣势分析，以及当前发展需要克服的问题。
我国于2016年4月21日召开了全国增材制造标准化技术委员会（TC562）成立大会，对口国际标准化组织ISO TC 216，在国家层面上开展增材制造技术标准化工作。目前通过该技术委员会正在制定的标准共有6项，设计增材制造技术术语、文件格式、工艺和材料分类等方面。作为国内高端装备领域，中国航空综合技术研究所自2007年就开始了增材制造技术标准化的研究，与北京航空航天大学王华明院士团队开展合作，研究形成了一系列增材制造技术标准，并积极推行行业标准的立项及制定工作，目前正在开展钛合金零件激光直接沉积工艺、粉末、制件规范等5项行业标准的制定工作。
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