肖恩·柯林斯经常听到人们说没有任何增材制造标准。这让人很沮丧,因为他在添加剂标准方面工作了10多年,现在已经有几十个了。

“我们总是听到‘增材制造没有标准’的说法,”北美增材工业副总裁兼总经理、ASTM F42增材制造技术委员会现任主席Collins说。

根据ASTM, ASTM F42委员会迄今已开发了31个标准,另有40多个标准处于不同的开发阶段。第一个ASTM增材制造技术标准于2009年发布。

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增材制造标准解释

第一个ASTM增材制造技术标准于2009年发布——然而许多人并不知道这些标准的存在。Wohlers Associates Inc.的总裁Terry Wohlers解释了到目前为止添加剂制造标准是如何影响该行业的。

“没有严格的标准,工业就不会发展壮大,”Terry Wohlers说,他是Wohlers Associates Inc.的总裁,也是ASTM F42.91术语小组委员会的主席,该标准于2009年开始实施。

增材制造标准继续推进,ASTM F42委员会本月举行虚拟会议,继续其工作。会议将于5月10日至21日举行。

这一切是如何开始的

“SME认为标准对发展一个相当年轻的行业很重要,”沃勒斯说,然后确定ASTM作为启动这些标准的候选人。

后来ISO和ASTM开始合作,汇集资源——这对组织来说是第一次——以启动这一过程。虽然这些组织已经取得了很大的进步,但考虑到“其他已建立的行业可能有数百个标准”,仍然没有大量的标准。

对于那些认为该行业根本没有任何标准的人,柯林斯表示,这种困惑源于这样一个事实:与其他设计方法一样,增材制造没有公开的材料属性数据库。例如,如果你想用钛设计一个能承受500度高温的部件,你就会知道如何进行。但加法就不一样了。

此外,柯林斯表示,工作中还有另一个问题。工程师们被问到使用增材制造的问题,他们的CEO见过增材制造的斯特拉迪瓦里或通用电气的燃油喷嘴,然后问他们的团队,为什么我们不使用它?柯林斯说,虽然现在这种情况在大公司里可能更加明显,但这种情况将会改变。“增材制造不仅仅适用于波音公司和洛克希德公司,”他说。

换句话说,他认为,当制造商说他们不能使用添加剂时,他们可能一直在利用标准的缺失作为某种拐杖。一旦标准发布,他们就不能再用这个借口了。随着行业的持续发展,挑战将不再是缺乏标准。它将学习如何开始。

柯林斯说,有一个标准值得特别关注。ISO / ASTM52941-20,增材制造-系统性能和可靠性-航空航天金属材料激光金属粉末床熔化机的验收试验。

柯林斯说:“对航空航天应用粉末床熔合机的这种认证/校准对我们来说是一种风向标,因为它为工厂验收测试和进入市场的新设备奠定了基础。这是一个重要的标准,是增材制造领域的首个此类标准。”

柯林斯说,附加制造部件的目标是满足质量体系的要求。由于航空航天质量需要一流,这些部件必须是最高水平的质量。

“增材制造被认为是一种特殊的工艺,”Collins说,“材料的特性和零件是同时存在的。在制作过程中的细微变化会对角色的表现产生戏剧性的影响。我们必须控制所有的变量,以同样的方式复制和创造材料。”

这需要查看初始质量、操作质量和部件质量。柯林斯说,对于那些想要进入添加剂行业的人来说,他们必须知道如何对过程进行认证。

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规范行业

标准继续向前发展,但这可能是一个漫长的过程。“标准开发是一支志愿军,”Carl Dekker说,他是ASTM F42委员会增材制造和Met-L-Flo总统标准委员会的前任主席。“其中大部分仍需要来自成员国的共识基础。”对于ISO,他指出,这可能需要两年的时间来确保捕获错误,并且该标准具有价值。但对于一群有全职工作的志愿者来说,这个过程需要时间。而且,他指出,“COVID并没有让这变得容易。”

首先,ASTM技术委员会将起草一份草案,然后主要委员会将审查它。然后是审查过程,然后出版。当然,从那以后,你还得让人们去接受它。Dekker指出,需要一段较长的时间才能让行业接受它。尽管如此,他还是形容F42取得了“惊人的快速进步”。大约12年的工作和几十个成员,现在他们有超过1000个成员和“大量的贡献来自人们在相对较短的时间内。”他指出,问题仍然是一项标准能多快被业界接受。

他说,在工业方面,这些委员会正在深入研究航空、海事、电子、建筑、石油和天然气以及消费相关领域等具体领域。他们还在研究特定的材料,如金属、聚合物和陶瓷。“这有点像许多不同的东西同时汇聚在一起,”Dekker说。“这很令人兴奋,在未来,你不再需要成为一家《财富》50强公司,才能使用增材制造。”他说,有了标准,小公司可以向客户保证他们购买的是安全可靠的产品。

沃勒斯说,术语标准还可以帮助企业更好地理解流程。“想象一下,一个刚进入这个行业的人,在同一个过程中使用了三四个不同的名字。它只是让人困惑。所以在我看来,术语标准在面对面交流或书面交流时非常重要。”

这个行业的下一步走向是什么?标准的时间表总是不确定的。“这可不像按开关,”沃勒斯说。“这是一个渐进的过程,随着越来越多的标准被制定出来,越来越多的标准被采纳,它将越来越受到世界各地各种组织的关注。”

要了解更多关于添加剂标准的信息,请访问www.astm.org/Standards/additive-manufacturing-technology-standards.html