ГОСТ Р 57589—2017 АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ БАЗОВЫЕ ПРИНЦИПЫ Ч а с т ь 2

ГОСТ Р 57589-2017 - Аддитивные технологические процессы

ГОСТ Р 57589-2017 АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

ГОСТ Р 57589-2017

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

БАЗОВЫЕ ПРИНЦИПЫ

Часть 2

Материалы для аддитивных технологических процессов. Общие требования

Additive processes. Basic principles. Part 2. Materials for additive manufacturing processes. General requirements

 

ОКС 71.020
         71.100.01  

         77.160

Дата введения 2017-12-01

 

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ), Акционерным обществом «Наука и инновации» (АО «Наука и инновации»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 182 «Аддитивные технологии»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 августа 2017 г. N 845-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
     

Введение

Аддитивные технологические процессы основаны на принципе послойного создания (выращивания) твердого объекта на основе данных — модели. Настоящий стандарт устанавливает общие требования к материалам, применяемым в различных категориях процессов.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает базовые принципы аддитивных технологических процессов. В настоящем стандарте приводится обзор существующих процессов, которые в связи с развитием новых технологий не являются исчерпывающими. Настоящий стандарт объясняет, каким образом в различных категориях процессов используются различные типы материалов для формирования геометрии изделия. Настоящий стандарт также описывает, какой тип материала применяется в различных категориях процессов. Характеристики исходного сырья и требования к деталям, изготовленным с помощью различных технологических процессов, будут приведены в последующих отдельных стандартах. Принципы, описанные в настоящем стандарте, распространяются на последующие стандарты.

     2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 57558*.

________________

* ГОСТ Р 57558-2017 Аддитивные технологические процессы. Базовые принципы. Часть 1. Термины и определения.     

     3 Общие положения

Настоящий стандарт описывает базовые принципы аддитивных технологических процессов. В настоящем стандарте приведен обзор существующих категорий процессов, а также исходного сырья, используемого для изготовления изделий.

     4 Типы деталей и их классификация

4.1 Общие положения

Детали, создаваемые с помощью аддитивных технологических процессов, могут быть использованы как в качестве прототипов, так и в качестве готового изделия (термин «прототип» описан в ГОСТ Р 57558). Производимые детали используют в различных сферах применения после этапа разработки изделия и отражают все требования к ожидаемому изделию. Как для прототипов, так и для производимых деталей могут быть использованы различные процессы и материалы в зависимости от типа детали, сферы применения и отрасли промышленности, а также от требований к стоимости и времени поставки. Проектирование деталей и выбор их характеристик — обязанность разработчика. Тесное сотрудничество с поставщиками компонентов целесообразно в зависимости от компетентности заказчика.

4.2 Классификация деталей

Детали должны быть дополнительно разделены на различные классы: от самого строгого класса в отношении качества и прослеживаемости (класс 1) до наименее строгого класса в отношении качества и прослеживаемости. Описание этих классов будет определено в дальнейших стандартах, связанных с исходными материалами, процессами и сферой применения.

     5 Технологический процесс

Технологический процесс, применяемый в области аддитивных технологий, характеризуется управлением изготовления деталей на основе данных 3D САПР. Промежуточные стадии, такие как производство оснастки, отсутствуют.

В основном существуют две различные категории процессов:

— одношаговые процессы (одноэтапные процессы): типы процессов аддитивного производства, в которых детали изготавливают за одну операцию, где основная геометрическая форма и свойства материала достигаются одновременно;

— многошаговые процессы (многоэтапные процессы): типы процессов аддитивного производства, в которых детали изготавливают за две или более операций, где первая, как правило, обеспечивает получение основной геометрической формы, а последующие — основные требуемые свойства материала (металл, керамика, полимер или композит).

Примечание — В зависимости от конечной области применения: все процессы могут потребовать одну или несколько дополнительных постобработок, чтобы достичь всех намеченных свойств в конечном продукте. Технологии хорошо известны и широко описаны в различной документации по неаддитивным технологиям и, следовательно, не нуждаются в более подробном описании в настоящем пункте.

     6 Категории процессов

6.1 Общие положения

Существуют различные технологические процессы, разработанные для аддитивных технологий. Они сгруппированы в семь основных категорий на основе фундаментальной части функциональности машин.

В последующих стандартах подробная информация и требования для конкретного вида сочетания «сырье/процесс» (например, РА12 — полиамида порошок для сплавления материала в сформированном слое) будут даны, например:

— информация об основополагающих свойствах сырья;

— требования к сырью (предварительное кондиционирование);

— содержательное описание процесса;

— для каждого конкретного вида сырья/процесса сочетание соответствующих свойств, частей (например, газопроницаемость, прочность и др.), включая требования минимальных значений и информацию о приемлемых диапазонах значений;

— обязательные методы количественной оценки;

— информация о сферах применения.

6.2 Существующие категории процессов

6.2.1 Фотополимеризация в ванне

Процесс фотополимеризации в ванне — процесс, при котором предварительно осажденный фотополимер селективно облучается световым излучением (см. ГОСТ Р 57558). Под его воздействием соседние полимерные цепи скрепляются друг с другом. Данный процесс отображен на рисунке 1.

   
ГОСТ_Р_57589-2017 АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ P003D0003
а) Фотополимеризация в ванне с помощью лазера б) Фотополимеризация в ванне с помощью управляемого источника ультрафиолетового излучения

 

1 — источник света; 2 — установленное под углом зеркало, фокусирующее падающий на него свет; 3 — строительная платформа и подъемник; 4 — поддерживающая структура; 5 — получаемый продукт; 6 — ванна, заполненная фотополимеризующимся составом; 7 — прозрачные пластины; 8 — фотошаблон; 9 — перекрытие и механизм выравнивания поверхности

Рисунок 1 — Схема двух альтернативных принципов для фотополимеризации в ванне

 

Сырье: жидкое или пастообразное: фотореакционноспособная смола с наполнителем или без него.

Механизм связи: химическая реакция.

Источник активации: ультрафиолетовое излучение от лазеров или ламп.

Вторичная обработка: чистка, поддержка удаленного материала после отверждения путем дальнейшего воздействия ультрафиолетового излучения.

6.2.2 Струйное нанесение материала

Процесс струйного нанесения материала — процесс аддитивного производства, в котором изготовление объекта осуществляется нанесением капель строительного материала (см. ГОСТ Р 57558). Схема данного процесса представлена на рисунке 2.

 
P00460000

 

1 — система подачи сырья для сборки и материала подложки (опционально зависит от конкретного процесса); 2 — дозирующее устройство (излучение света или источник тепла); 3 — капли строительного материала; 4 — поддерживающая структура; 5 — строительная платформа и подъемник; 6 — получаемый продукт

Рисунок 2 — Схема процесса струйного нанесения материала

Сырье: жидкий фотополимер или расплавленный воск с наполнителем или без него.

Механизм связи: химическая реакция связывания или адгезия в результате затвердевания расплавленного материала.

Источник активации: источник излучения света для химической реакции связывания.

Вторичная обработка: удаление материала, после отверждения под воздействием светового излучения.

6.2.3 Струйное нанесение связующего

Процесс струйного нанесения связующего — процесс аддитивного производства, в котором жидкое связующее выборочно наносится на соединяемые порошковые материалы (см. ГОСТ Р 57558). Схема данного процесса представлена на рисунке 3.

 
P004E0000

 

1 — система подачи порошка; 2 — порошкообразный материал, распределенный в ванне; 3 — жидкая связующая составляющая; 4 — дозирующее устройство, включая подключение к системе подачи связующего составляющего; 5 — устройство распространения порошка; 6 — строительная платформа и подъемник; 7 — получаемый продукт

Рисунок 3 — Схема процесса струйного нанесения связующего

Сырье: порошки, порошковые смеси или частицы материалов, а также жидкое адгезионное/связующее вещество.

Механизм связи: химическая и/или термическая реакция связывания.

Источник активации: в зависимости от адгезионного вещества: химическая реакция.

Вторичная обработка: удаление порошка, пропитки и проникновения любой жидкости материала в зависимости от материала порошка и применения.

Примечание — Воски, эпоксиды и другие адгезионные вещества используются для полимерных материалов, в то время как металлы и керамики обычно закрепляются путем спекания и инфильтрации с расплавленным материалом.

6.2.4 Синтез на подложке

Процесс синтеза на подложке — процесс аддитивного производства, в котором поверхность предварительно нанесенного слоя порошкового материала выборочно, полностью или частично расплавляется тепловой энергией (см. ГОСТ Р 57588). Схема данного процесса представлена на рисунке 4.

Сырье: различные порошки: термопластичные полимеры, чистые металлы или сплавы металлов, структурная или техническая керамика. Любой из порошковых материалов может быть использован как с наполнителями и связующими веществами, так и без них, в зависимости от конкретного процесса.

Механизм связи: термическая реакция связывания.

Источник активации: тепловая энергия, как правило, передающаяся от лазера электронным пучком и/или инфракрасными лампами.

Вторичная обработка: удаление порошка, если применимо, вспомогательного материала, а также различные операции для улучшения качества поверхности, точности размеров и свойств материала: например, микровзрывные работы, фрезерование, шлифование, полирование и термообработка.

   
P00550000 P00550002
а) Лазерное сплавление материала в сформированном слое б) Электронно-лучевое сплавление материала в сформированном слое

 

1 — система подачи порошка (в некоторых случаях порошка в контейнере, как в позиции 7); 2 — порошкообразный материал, распределенный в ванне; 3 — лазер; 4 — установленное под углом зеркало, фокусирующее падающий на него свет; 5 — дозирующее устройство; 6 — строительная платформа; 7 — контейнер с сырьем; 8 — электронно-лучевая пушка; 9 — сфокусированный электронный пучок; 10 — поддерживающая структура; 11 — получаемый продукт

Примечание — Опорная конструкция и сборка подложки обычно требуются для обработки металлического сырья, в то время, как правило, не требуются для полимерного сырья

Рисунок 4 — Схема двух типов процесса синтеза на подложке

6.2.5 Экструзия материала

Процесс экструзии материала — процесс аддитивного производства, в котором материал выборочно подается через сопло или жиклер (см. ГОСТ Р 57588). Схема данного процесса представлена на рисунке 5.

 
P00600000

 

1 — поддерживающая структура; 2 — строительная платформа и подъемник; 3 — подогреваемое сопло; 4 — поставка сырья; 5 — получаемый продукт

Рисунок 5 — Схема процесса экструзии материала

Сырье: волокно или пасты, как правило, термопласты и структурная керамика.

Механизм связи: химическая и/или термическая реакция связывания.

Источник активации: тепло, ультразвук или химическая реакция между компонентами.

Вторичная обработка: удаление поддерживающей структуры.

6.2.6 Прямой подвод энергии и материала

Процесс прямого подвода энергии и материала — процесс аддитивного производства, в котором тепловая энергия используется для соединения материалов путем сплавления по мере их нанесения (см. ГОСТ Р 57588). Схема данного процесса представлена на рисунке 6.

 
P00680000

 

1 — бункер с порошком; 2 — направленный луч энергии, например: лазер, электронный или плазменно-дуговой пучок; 3 — получаемый продукт; 4 — подложка; 5 — проволока (нить) катушки; 6 — строительный стол

Рисунок 6 — Схема процесса прямого подвода энергии и материала

Примечания

1 Перемещение в системе координат (обычно оси 3-6) достигается путем перемещения сопла и строительного стола.

2 Альтернативные системы подачи материала, например: порошок подается через энергетический луч, порошок подается в координату энергии, нити накала (проволоки), подаваемой в координату энергии.

Сырье: порошок или проволока, как правило, из металла; для определенных применений к основному веществу могут быть добавлены керамические частицы.

Механизм связи: термическая реакция связывания — плавление и застывание.

Источник активации: лазер, электронный луч или плазма.

Вторичная обработка: улучшение состояния поверхности, например: механическая обработка, микровзрывные работы, лазерное оплавление, шлифовка или полировка и улучшение свойств материала (например, термообработка).

6.2.7 Листовая ламинация

Процесс листовой ламинации — процесс аддитивного производства, в котором изготовление детали осуществляется скреплением листов материала (см. ГОСТ Р 57588). Схема данного процесса представлена на рисунке 7.

 
P00740000

а) лист непрерывного слоистого рулона

 
P00770000

 

б) лист прерывистого слоистого рулона

 

1 — отрезной механизм; 2 — излишки материла* в рулоне; 3 — барабан ламинатора; 4 — строительная платформа и подъемник; 5 — получаемый продукт; 6 — рулон с сырьем; 7 — излишний материал; 8 — исходный материал

Рисунок 7 — Схема процесса листовой ламинации

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.

Сырье: листовой материал, как правило, бумага, металлическая фольга, полимеры или композитные листы, изготовленные преимущественно из металла или керамического порошка, скрепленные связующим веществом.

Механизм связи: термическая реакция или химическая реакция склеивания, ультразвук.

Источник активации: локальный или общий нагрев, химическая реакция и ультразвуковые датчики.

Вторичная обработка: удаление отходов и необязательно спекание, инфильтрация, термическая обработка, шлифовка или механическая обработка для улучшения качества поверхности.

   
УДК 774:002:006.354 ОКС 71.020
  71.100.01
  77.160
 
Ключевые слова: аддитивные технологии, аддитивные технологические процессы, материалы, базовые принципы

 

Электронный текст документа
подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание

М.: Стандартинформ, 2019

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

ТОЛЬКО
ДО 31 МАЯ
При покупке принтера поможем с оцифровкой моделей, подготовкой кодов печати и проведём дополнительное обучение на территории Заказчика!
Акция действует при покупки любого 3D принтера.
БЕСПЛАТНО
Наши специалисты ответят на все Ваши вопросы