ICS 25.030 J 39
GE
中华人民共和国国家标准
GB/T 39252—2020
增材制造 金属材料粉未床熔融工艺规范
Additive manufacturingSpecification for powder bed fusion process of
metal materials
2021-06-01实施
2020-11-19 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/T 39252—2020
前言
本标准按照 GB/T 1.1一2009 给出的规则起草。 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这些专利的责任。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国增材制造标准化技术委员会(SAC/TC 562)归口。 本标准起草单位：湖南华曙高科技有限责任公司、广东汉邦激光科技有限公司、西安赛隆金属材料
有限责任公司、无锡市产品质量监督检验院、北京鉴衡认证中心有限公司、中机生产力促进中心、中国航空综合技术研究所、中国航发北京航空材料研究院、西安航天发动机有限公司、广东省材料与加工研究所、中国计量大学、鑫精合激光科技发展(北京)有限公司、珠海天威飞马打印耗材有限公司、机械科学研究总院集团有限公司、南京理工大学、南京中科煜宸激光技术有限公司、浙江亚通焊材有限公司、四川荷斐斯科技发展有限公司、西门子(中国)有限公司、青岛理工大学、中国工程物理研究院机械制造工艺研究所、安徽拓宝增材制造科技有限公司、西北有色金属研究院、深圳市威勒科技股份有限公司、山东创瑞增材制造产业技术研究院有限公司、哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司、上海探真激光技术有限公司。
本标准主要起草人：许小曙、刘建业、汤慧萍、朱应陈、贾存锋、薛莲、栗晓飞、梁家誉、杨欢庆、黄正华、 杨幽红、唐平、王会杰、张涛、单忠德、刘婷婷、华晨、史金光、程丰、李长鹏、兰红波、杨家林、李海斌、张成林、 王建、徐峰、徐玄、吕忠利、刘锦辉、徐志明。
1 GB/T 39252—2020
4.2设备 4.2.1设备组成
粉末床熔融设备通常包括但不限于能量源（激光或电子束源）、扫描系统、粉末供给系统、成形腔、铺粉系统、气氛保护系统、循环过滤系统、预热系统、冷却系统、取件系统（非全自动）、真空系统（适用于电子束为能量源的设备）、控制系统等。 4.2.2设备验收
粉末床熔融设备的检验验收应按照设备厂家提供的验收标准或供需双方协定的相关标准验收，合格后才能使用。 4.2.3维护保养 4.2.3.1操作者应根据粉末床熔融设备的使用说明书制定维护保养计划，维护保养内容按设备厂商使用说明书或相关标准要求执行。 4.2.3.2应定期对能量源、扫描系统等进行校准。 4.2.3.3维护或校准结果应记录，记录的保存时间按设备厂商使用说明书要求。 4.3原材料 4.3.1性能
金属粉末的主要性能指标包括：化学成分、粒度及粒度分布、流动性、氧含量、球形率、松装密度、空心粉率等。金属粉末的牌号和化学成分应符合相关标准要求,或者在制造前由供需双方协商确定。金属粉末检验指标应根据工艺要求确定,其他特殊要求需供需双方协商确定。除供需双方协商确定外，检验方法应按照GB/T 35022 规定的要求执行。 4.3.2重复使用
使用过的粉末过筛后经检测符合4.3.1的要求时可以重复或混合使用，并重新编制批号，注明重复使用次数和混合比例,筛网应符合GB/T 6003.1 的规定;使用过的粉末过筛后经检测不符合 4.3.1 的要求时，由供需双方协商确定其使用或采用环保方式处理。 4.3.3交付及贮存 4.3.3.1粉末供应商应提供粉末的安全技术说明书和质量证明书，质量证明书应包括但不限于粉末牌号、批号以及物理和化学性能等指标。 4.3.3.2粉末宜使用密闭、防静电、阻燃的容器存放在干燥、阴凉、无腐蚀的环境下，粉末贮存应按照粉末供应商提供的环境条件要求执行。 4.3.3.3应采取必要措施防止粉末在使用、贮存、运输、筛分、清理等过程中被污染 4.4环境 4.4.1工作环境
粉末床熔融设备和粉末推荐的工作环境如下： a）环境温度:5℃～35℃； b）相对湿度:≤75%。
2 GB/T 39252—2020
4.4.2场地要求
安装设备的场地应具备良好的通风和照明条件，应按照GB 50019 的规定执行。地面承载力应符合设备厂商的要求。 4.4.3磁场
磁场要求主要适用于以电子束为能量源的粉末床熔融设备，其所处环境的磁场强度应不影响电子束聚焦和扫描偏转控制。 4.5 5安全 4.5.1以激光为能量源的粉末床熔融设备安全防护应符合 GB 25493的规定。 4.5.2以激光为能量源的粉末床熔融设备成形腔的防爆泄压装置应符合GB/T 15605的规定。 4.5.3以电子束为能量源的粉末床熔融设备其周围电磁辐射应符合 GB8702 的规定。 4.5.4粉末床熔融设备应保持良好接地。 4.5.5粉末在使用、贮存、清理、筛分等过程中的操作及相关设备防爆安全应符合 GB15577 的规定。 4.6 6人员防护 4.6.1 操作人员应按照GB/T11651的规定使用劳动保护用品， 4.6.2必要时，建议在使用保护气体的操作场所为操作人员配备呼吸保护装置。
5 工艺过程
5.1 流程图
典型的金属材料粉末床熔融工艺流程见图1。
3 GB/T 39252—2020
模型设计
数据处理及工艺
参数设置
成形准备
成形过程
粉末清理
不合格
初步检验
合格后处理
是（修复）
是否可修复
否
不合格
质量检验>
合格
报废
交付
图 1 典型的工艺流程图
5.2模型设计
5.2.1设计者可以通过三维软件建模或对实体进行扫描等方式获得零件模型。 5.2.2零件的模型设计应符合 GB/T 37698 的有关规定。 5.3数据处理及工艺参数设置 5.3.1 数据处理应包括但不限于文件编辑、格式转换、支撑设计、切片、扫描路径规划等 5.3.2数据文件的格式应符合设备要求，模型文件应为粉末床熔融设备软件能识别的格式，如STL、 AMF、3MF、OBJ等。操作者在执行数据处理(如格式转换、切片等)过程中应保证数据不丢失、可追溯，并完整记录相关内容,记录的内容参见附录A。 5.3.3应根据零件的结构、性能要求、成形时间、支撑去除、粉末清理难易程度等因素确定其成形方向和摆放位置。同时，应检查各零件之间的间隙，保证各零件之间不发生相互干涉。 5.3.4对于需要添加支撑结构的零件,应考虑支撑的类型、数量以及支撑的去除等因素。 5.3.5 试样可在零件上直接取样,也可单独成形随炉样品。 5.3.6 应确定随炉样品的数量、成形方向和摆放位置。 5.3.7 零件以及试样的方向和位置描述应符合ISO/ASTM52921中的规定。
4 GB/T 39252—2020
5.3.8根据材料类型和零件性能设置相应参数，可参考粉末床熔融设备厂商提供的工艺参数包 5.4成形准备 5.4.1原材料
用于成形制造的原材料应符合 4.3的要求。 5.4.2保护气体
根据工艺要求确定是否需要保护气体（如氮气、氩气、氮气等），使用保护气体时其纯度应不小于 99.9% 5.4.3设备 5.4.3.1粉末床熔融设备应处于完好状态 5.4.3.2成形平台的材料应与原材料具有良好的冶金相容性,厚度、平面度和粗糙度满足工艺要求，在使用前应清除表面的杂质、油污。成形平台按要求安装固定后，成形平台与铺粉器之间的平行度和距离应符合粉末床熔融设备厂家的规定。 5.4.3.3添加不同牌号或批次的粉末前应将成形室清理干净，避免产生交叉污染。 5.4.3.4确保成形室保护气体类型、氧含量、真空度（电子束）、气体压力及成形平台预热温度等满足成形工艺条件。 5.5成形过程 5.5.1成形过程由计算机辅助完成。 5.5.2应对主要工艺参数进行记录，具体的工艺参数监控和记录由供需双方协商确定。 5.5.3成形过程中如出现中断,应对中断状态进行记录和评估,并根据评估结果进行处置。 5.5.4　工艺参数对零件成形质量的影响参见附录B。 5.6粉末清理 5.6.1成形完成后宜将零件在保护气氛或真空环境下冷却到环境温度或者特定温度下再进行粉末清理。 5.6.2粉末清理可采用防静电毛刷、防爆吸尘器、高压气等进行清理。粉末清理过程中不应损坏零件。 5.6.3清理粉末操作过程中的安全及人身防护应符合4.5、4.6 的要求。 5.7初步检验 5.7.1成形完成后对零件进行初步检验，包括但不限于外观缺陷、外形尺寸、表面质量等。 5.7.2在不影响客户预期使用要求情况下，可以通过对零件采用修补、变形校正、机械加工等补救方式来满足要求。 5.8后处理 5.8.1热处理 5.8.1.1成形后的零件及随炉样品可根据需要进行去应力退火处理。 5.8.1.2根据零件的使用要求或供需双方的技术协议采用相应的热处理以改善组织性能。 5.8.1.3对内部质量有特殊要求的零件可进行热等静压处理。 5.8.1.4　热处理应符合 GB/T 39247 的有关规定。
5 GB/T 39252—2020
5.8.2零件移除
从成形平台移除零件时不应破坏零件和影响零件性能。常用的零件移除方法有机械加工、手工去除等。 5.8.3　去支撑
如需去除支撑时不应破坏零件和影响零件性能。常用的去支撑的方法有机械加工、手工去除等。 5.8.4表面处理
成形后的零件表面是否需要处理由供需双方协商确定，常见的表面处理方法有喷砂、打磨、抛光、磨粒流、精磨、机械加工、电化学腐蚀等。
6质量检验
6.1要求 6.1.1零件交付前应进行必要的质量检验，由供需双方协商确定抽检方式、检测项目以及技术指标作为交付和验收条件。 6.1.2零件主要特性和测试方法应满足但不限于 GB/T 35022 的规定。 6.1.3零件机械性能评价应符合GB/T39254的规定 6.2复检
需方可根据双方协定按6.1的要求进行复检，复检结果不合格时，由供需双方协商解决。
7 技术资料交付
交付的零件应包含但不限于以下信息：
供应商信息（名称、地址和联系方式）;
a）
b）零件名称和材料牌号或成分； c）零件合格证明文件； d）执行标准编号; e） 零件数量; f） 生产日期; g) 后处理记录; h) 产品包装、运输、贮存等要求。
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