ICS 25.080.99 CCS J 59
中华人民共和国国家标准
GB/T43140—2023
激光定向能量沉积机床 通用技术规范
Laser directed energy deposition machines-General technical specification
2024-04-01实施
2023-09-07发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T43140—2023
目 次
前言 1范围 2规范性引用文件 3术语和定义
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机床组成与环境要求 5安全防护要求 6 技术要求
检测方法标志、包装、运输和贮存
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表1 机床各组成部分的主要功能表2一般结构机械运动系统几何精度公差表3 一般结构机械运动系统线性轴定位与重复定位精度公差表4 一般结构机械运动系统回转轴定位与重复定位精度公差 GB/T43140—2023
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《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）共同归口。
本文件起草单位：南京中科煜宸激光技术有限公司、西安增材制造国家研究院有限公司、苏州电加工机床研究所有限公司、南京辉锐光电科技有限公司、武汉华工激光工程有限责任公司、苏州天弘激光股份有限公司、江苏铭亚科技有限公司、济南森峰激光科技股份有限公司、华质卓越生产力促进（北京）有限公司、无锡市检验检测认证研究院、中机研标准技术研究院（北京）有限公司、昆山宝锦激光拼焊有限公司广东宏石激光技术股份有限公司，深圳市艾贝特电子科技有限公司，苏州大学，西安交通大学、 南京晨光集团有限责任公司，北京卫星制造广有限公司，沈阳工业大学
本文件主要起草人：华晨陆鑫薛飞、王应齐欢、叶兵金朝龙刘一胜、季李峰西、栗晓飞、吕新峰
薛莲、李国新、刘洋、王海英、石拓、王磊、胡伟叶、祁俊峰、刘伟军。
ⅢI GB/T43140—2023
激光定向能量沉积机床通用技术规范
1范围
本文件规定了激光定向能量沉积机床组成与环境要求、安全防护要求、技术要求、检测方法及标志、 包装、运输与贮存。
本文件适用于以金属粉末为原材料采用激光定向能量沉积工艺的增材制造机床的设计和制造。
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：不注日期的弓用文件，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 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 GB7247.1激光产品的安全第1部分：设备分类、要求 GB/T10320激光设备和设施的电气安全 GB/T12642工业机器人性能规范及其试验方法 GB/T14896.7特种加工机床术语第7部分：增材制造机床 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/T25373金属切削机床装配通用技术条件 GB25493以激光为加工能量的快速成形机床安全防护技术要求 GB26503快速成形机床安全防护技术要求 GB/T35351增材制造术语 JB/T8356机床包装技术条件
术语和定义
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GB/T14896.7和GB/T35351界定的术语和定义适用于本文件。
4机床组成与环境要求
4.1机床组成
激光定向能量沉积机床（以下简称“机床”）的组成一般包括：机械运动系统、气氛控制系统、激光系统，送粉系统、信号监测系统，各组成部分的主要功能见表1。
1 GB/T43140—2023
表1机床各组成部分的主要功能
组成部分
主要功能
在运动控制系统的控制下实现稳定的机械运动，保证光路系统，送粉系统的运动精度，实现稳定的沉积。从结构上分为一般结构和工业机器人结构
机械运动系统
实现加工工艺环境的气氛控制要求由激光器产生激光光源。通过光路传输给沉积头，稳定供给能量熔化粉末材料。实现材料沉积由送粉功能模块稳定输送粉末材料到沉积头对机床控制参数和故障信号进行监测、记录与保存
气氛控制系统激光系统送粉系统信号监测系统
4.2环境要求 4.2.1工作环境要求
机床应在室内工作，工作条件应满足下列要求： a）环境温度：5℃-35℃； b）相对湿度：≤75% c）大气压力：86kPa～106kPa。
4.2.2放置环境要求
机床应在室内放置，放置条件应满足下列要求： a）环境温度：0℃～40℃； b）相对湿度：≤95%； ) 大气压力：86kPa-106kPa
5安全防护要求
5.1一般要求 5.1.1 机床安全防护应符合GB25493和GB26503的规定。 5.1.2 激光辐射的安全应符合GB7247.1的规定。 5.1.3 电气系统的安全应符合GB/T5226.1和GB/T10320的规定。 5.2 机床加工区安全防护要求 5.2.1 机床的运动部件应采取可靠的限位措施，各运动轴应设置可靠的电气，机械双重限位装置。 5.2.2 沉积头安装应安全可靠，沉积头在运动时不应被甩出或脱落。 5.2.3 机床应配置沉积头碰撞保护装置，沉积头在发生碰撞后应触发机床急停。 5.2.4 机床送粉系统应可靠接地并配置防静电部件或除静电装置 5.2.5 机床加工区域内的电气设备应满足耐热、耐腐蚀的要求。 5.2.6 机床加工区域应设排风装置。 5.2.7 需使用成形材料保护辅助气体（如氩气）时，应在机床说明书中提出排风，通风以及对灭火器的
2 GB/T43140—2023
要求。 5.2.8机床应配备氧含量检测仪。在作业人员所处区域的氧含量低于18%时，氧含量检测仪应能自动报警。 5.2.9机床应采取适当方法对散落的成形材料颗粒进行回收。
6技术要求
6.1 一般要求
6.1.1机床应符合本文件的要求，并按规定程序批准的图样和技术文件制造。 6.1.2机床的装配技术要求应符合GB/T25373的规定。 6.1.3机床应具备自检功能，机床故障及异常状态的声光报警功能应有效可靠。 6.1.4机床监视仪表应显示清晰，开关、旋钮的操作应灵活可靠。
6.2外观要求
机床的外观要求如下：
机床外观应整洁，表面不应有凹凸痕、刮痕、裂缝、毛刺、霉斑等缺陷
a)
b) 机床表面涂层或镀层不应起泡、龟裂、脱落，同种颜色涂层不应有目视可识别的色差； ) 机床标志中，说明功能的文字、图形符号的标志应清晰、端正，指示标识应正确： d）机床金属零件不应有锈蚀及其他机械损伤： e） 机床表面不应有润滑油脂等外溢物。
6.3机械运动系统要求 6.3.1一般结构 6.3.1.1 采用一般结构实现机械运动的机床，机械运动系统应至少有三个线性轴（X轴、Y轴、Z轴）；线性轴的有效工作行程不应小于机床说明书的标称值。 6.3.1.2 机床可配备回转轴（A轴、B轴、C轴）。 6.3.1.3 机械运动系统几何精度公差应符合表2的规定。
表2一般结构机械运动系统几何精度公差
检测项目
公差
任意300mm测量长度上为0.01mm 任意300mm测量长度上为0.01mm 任意300mm测量长度上为0.01mm 任意300mm测量长度上为0.01mm 任意300mm测量长度上为0.02mm 任意300mm测量长度上为0.02mm 任意300mm测量长度上为0.02mm
X轴运动在水平面内的直线度 Y轴运动在水平面内的直线度
水平面内的直线度
工作台与X轴平行度工作台与Y轴平行度 X轴和Y轴垂直度 Z轴和X轴垂直度 Z轴和Y轴垂直度
工作台与线性轴平行度
线性轴垂直度
6.3.1.4机械运动系统线性轴定位精度与重复定位精度公差应符合表3的规定。
3 GB/T43140—2023
表3 一般结构机械运动系统线性轴定位与重复定位精度公差
公差 ≤1000mm 0.10 mm 0.10 mm 0.10 mm 0.08mm 0.08 mm 0.08 mm
检测项目
≤500 mm 0.05mm 0.05 mm 0.05 mm 0.03 mm 0.03 mm 0.03mm
≤2 000mm 0.15 mm 0.15mm 0.15 mm 0.10mm 0.10mm 0.10 mm
X轴 Y轴 Z轴 X轴 Y轴 Z轴
线性轴双向定位精度
线性轴双向重复
定位精度
6.3.1.5 机械运动系统回转轴定位精度与重复定位精度公差应符合表4的规定。
表4 一般结构机械运动系统回转轴定位与重复定位精度公差
公差 50" 50 30* 20" 20" 15"
检测项目
A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴
回转轴定位精度
回转轴重复定位精度
6.3.2工业机器人结构
若机床采用工业机器人运动系统实现机械运动，工业机器人运动系统精度应在机床说明书中进行说明。 6.3.3 机械运动系统润滑
机床应配备润滑系统润滑系统一般采用自动注油或自润滑的方式，采用自动注油方式润滑时，宜使用半固体润滑油脂。 6.4 4气氛控制系统 6.4.1保压
箱体内的相对压强值从101725Pa（大于1个标准大气压400Pa）降至101525Pa（大于1个标准大气压200Pa），时间应大于20min。 6.4.2 氧含量控制
机床的相关技术文件应规定氧含量净化效率。在规定的时间要求内。使机床进人稳定工作状态，气体密封箱体内的氧含量在22℃、1个标准大气压条件下质量浓度应小于66mg/m（或体积分数小于 50X10-6)。
4 GB/T43140—2023
6.4.3除尘
机床应配备除尘过滤装置，过滤装置应具备滤网堵塞的检测功能。
6.5激光系统 6.5.1激光功率稳定性
机床配置的激光器在工作过程中的激光功率波动率应小于3%。 6.5.2沉积头冷却功能
激光系统单元应具有稳定的水路冷却功能，激光器以额定功率工作时，沉积头冷却水进水和回水的
温度差值应小于10℃。 6.6送粉系统精度
机床使用前应确认送粉系统精度，送粉精度误差应小于5% 6.7信号监测系统 6.7.1机床应具备控制参数监测功能。机床说明书中应对所有可监测的控制参数进行明示，信号监测系统应能显示和保存控制参数 6.7.2机床应具备故障监测功能，机床说明书中应对所有可监测的故障类型进行说明，信号监测系统应能显示和保存故障信号。 6.8机床空运转试验 6.8.1机床供电电源适应能力
调节机床供电电压分别为额定值的90%和110%，运行2h，应无故障。 6.8.2机床急停器件
机床急停器件应符合GB/T5226.1的要求。 6.8.3机床各轴限位
机床各轴运动至限位位置时应具有自动停止功能。 6.8.4激光功率偏差
机床激光功率实际测量值与设定值偏差应小于5% 6.8.5机床运行噪声
机床的噪声声压级不应大于75dB（A），且机床运行时不应有冲击声和异常声。
7检测方法
7.1# 检测条件 7.1.1除特别声明的检测项目外其余检测项目应在4.2.1工作环境要求下进行。
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