Opfylder metal 3D-print i formindustrien internationale kvalitetsstandarder?

1. Opbygningen og væksten af ​​det internationale standardsystem
Den globale standardiseringsproces for additiv fremstilling har skabt et "dual track drive"-mønster. International Organization for Standardization (ISO) og American Society for Testing and Materials (ASTM) arbejdede sammen om at skabe ISO/ASTM 52900:2025-standarden. Denne standard opstiller en komplet processpecifikationsramme for metaller, polymerer og biomaterialer. Denne standard siger tydeligt, at mere end 90 % af gængse teknologier, såsom udskrivningsindstillinger, kvalitetstest og sikkerhedsstandarder, skal være de samme over hele verden. Dette giver formindustrien et grundlæggende teknisk sprog.
NAS-seriens standarder er nu den "gyldne regel" for rumfartsforme i den professionelle verden. NAS410-standarden siger, at kornstørrelsen og restspændingen af ​​titanlegeringsforme skal holdes inden for visse grænser. For eksempel skal kornstørrelsen holdes inden for 5-8 niveauer fastsat af ASTM E112-standarden, og restspændingen må ikke være mere end 30 % af materialets flydespænding. Efter 100.000 cyklusser med belastning ved 650 grader opsætter NAS9302 en specifik test for den termiske træthedsydelse af højtemperaturlegeringsforme. Brududbredelseshastigheden skal være mindre end 0,1 mm/cyklus.
Det kinesiske nationale standardsystem bliver hurtigere bedre. Den "Tekniske specifikation for Laser Powder Bed Melting Titanium Alloy Parts in Additive Manufacturing" (GB/T 45868-2025), der træder i kraft i 2025, vil hæve densitetskravet for titanlegeringsforme til over 99,95% og holde overfladeruheden Ra-værdien under μ2. Disse standarder arbejder sammen med ISO/ASTM-systemet for at give skimmeleksportvirksomheder to måder at sikre sig, at de følger reglerne.
2. Et stort skridt fremad i standardisering af materialers egenskaber
Kvaliteten af ​​materialet er det, der får en form til at virke. ASTM F75-standarden begrænser strengt mængden af ​​nikkel i kobolt-chromlegering, som ofte bruges i medicinske implantatforme, til < 0,1% og mængden af ​​wolfram til 15-20%. For at sikre, at pulveret spredes jævnt, skal flydeevneindekset for sfærisk pulver fremstillet ved forstøvning være 45s/50g eller derover. En velkendt- international producent af tandforme anvender kobolt-chrompulver, der opfylder disse kriterier. Dette sænker kanttilpasningsfejlen for tandkroneforme fra 50 μm til 15 μm, hvilket er den typiske måde at fremstille dem på.
I rumfartsindustrien skal forme lavet af Inconel 718 nikkel-baseret legering opfylde AMS 5662-specifikationerne. Denne standard siger, at trækstyrken skal holde sig mellem 1170 og 1275 MPa ved 704 grader, og at størrelsen af ​​korngrænsekarbiderne ikke må være mere end 5 μm. Et bestemt firma, der laver forme til flymotorblade, justerede laserenergitætheden for at få en kornstørrelse på grad 7 i henhold til ASTM E112-standarden for 718 legeringsforme. Dette gjorde formene meget bedre ved høje temperaturer.
3. Præcis udøvelse af processtyring
Ved fremstilling af forme er standarderne for dimensionel korrekthed meget strenge. Gennem dynamisk smeltebassinkontrolteknologi kan SLM-metoden holde formhulrummets dimensionelle nøjagtighed inden for ± 0,05 mm. En bestemt virksomhed, der laver forme til biler, anvender laser-SLM-udstyr til at fremstille aluminiumslegeringsstøbeforme-. Ved at ændre lasereffekttætheden i realtid reduceres formoverfladens rethedsfejl fra 0,1 mm til 0,03 mm, hvilket opfylder det første niveaus præcisionskriterier i DIN 8760-standarden.
Det er også meget vigtigt at standardisere varmebehandlingsteknikker. 17-4PH rustfri stålformen skal opfylde AMS 2759/3A standarden, som siger, at den efter at være blevet ældet ved 482 grader i 4 timer, skal have en hårdhed på HRC 42-45. En producent af præcisionsforme har oprettet en database til varmebehandling, der holder støbeformens dimensionsændringshastighed inden for ± 0,02 %. Dette løser problemet med skimmelsvamp, der genereres af deformation under varmebehandling i traditionelle teknikker.
4. Digital innovation i test og certificering
Kvalitetsevalueringssystemet er under forandring på grund af ikke-destruktiv testteknologi. I henhold til ISO/ASTM 52929:2025-standarden skal industriel CT bruges til at finde interne defekter i metalforme med en defektækvivalent diameter på højst 0,2 mm. Et formfirma er kommet med en AI-assisteret CT-detektionsteknologi, der gør det nemmere at finde revner. Den kan nu finde revner helt ned til 0,05 mm og er 80 % mere effektiv end at gøre det i hånden.
Den nye standard handler om dynamisk mekaniktest. ASTM F42.01-standarden for medicinske implantater siger, at skimmelsvampen skal gennemgå 10 ^ 7 træthedscyklusser, og at revneudbredelseshastigheden skal følge Paris-formlen. En elektromagnetisk resonanstræthedstestmaskine bruges af en bestemt producent af ortopædiske implantatforme til at skære testcyklussen fra tre måneder til to uger og holde testdataens unøjagtighed inden for ± 5 %.