בתחום המתפתח במהירות של ייצור תוספים (AM), הבטחת איכות החומרית ותהליך החזרה היא קריטית לייצור רכיבים אמינים, ביצועים גבוהים.900 פרוטוקולים סטנדרטיים של בדיקות סטנדרטיות מהווים את עמוד השדרה של אבטחת איכות, המאפשרים ליצרנים לאמת נכסים של מסגרת חומרית, לזהות פגמים, ולייעל את הפרמטרים ייצור זה.

התפתחות תקן AM: מ-F2792 ל- ISO/ASTM 52900

ASTM F2792 שוחרר לראשונה בשנת 2009 כדי ליצור שפה משותפת לייצור תוספים.זה הגדיר תנאים כגון "פלטפורמת בנייה", "עמודי עובי", ו"היתוך מיטה מופצים", אשר עכשיו הם בכל מקום בתעשייה.הסטנדרט היה מרכזי במתן תקשורת ברורה בין חוקרים, יצרנים, ורגולטורים. ב-2015 ASTM ו- ISOTM התמזגו מאמציהם, המוביל לשחרור ISO/AS, 5292, אשר מוחלפים על ידי תקני אבטחה סטנדרטיים, אך ורק על ידי תקנים סטנדרטיים, עם זאת, אך ורק על ידי תקן אבטחת מידע סטנדרטיים, אשר מ-ידי תקנים סטנדרטיים, כולל סטנדרטיים, עם זאת, כולל תקן אבטחת מידע סטנדרטיים, כולל של ASTM, אשר מ-ידי תקנים סטנדרטיים, כולל של ASTM, כולל תקן סטנדרטיים, כולל של תקנים סטנדרטיים, ו-ידי תקנים סטנדרטיים, עם זאת, ו-ידי תקנים סטנדרטיים, ו-ידי תקנים סטנדרטיים, אשר מ-2015.

הבנת ההבחנה הזו חיונית כאשר אנשי מקצוע בתעשייה מתייחסים ל"מבחן חומרים של ASTM F2792", הם לעתים קרובות מתכוונים למערך רחב יותר של תקני ASTM החלים על חומרי ייצור תוספים, כולל אבקות מתכתיות, פולימרים וקרמיקה.

  • (F300349FLT:1) - מדריך סטנדרטי לחיקוי של אבקות מתכת המשמש לייצור תוספתי
  • (F310322FLT:0) ,0.193: מדריך סטנדרטי ל-Aveting Properties of Metal Materials Made באמצעות ייצור אדקטיבית
  • (F2903FLT:1) , ספקטרום סטנדרטי לייצור אדרטנס 6 אלומיניום 4 וניל עם אבקת Bed Fusion
  • (FLT:0)ASTM F300IRFLT:1 - מפרט סטנדרטי לייצור אדרטטיבי טיטניום 6 אלומיניום 4 Vanadium תוספת ביניים נמוך (ELI) עם אבקת Bed Fusion Bed
  • (F3184FLT:1) - מפרט סטנדרטי לייצור תוספתי של Stainless Steel Alloy (UNS S316 עם אבקת Bed Fusion)

תקנים אלה מספקים דרישות מפורטות לאופי ההזנה, בדיקות מכניות ואימות המוצר הסופי.הם הכלים המעשיים המתרגמים את המינוח של F2792 למדדי איכות מדידה.עבור מבט מעמיק יותר על האבולוציה של תקני AM, מתייחסים ל-FLT:0ASTM Addit Manufacturing Standards ReviewFLT:1 ו-FLT2: ISO/AS900:2TM2F21.

פרוטוקולי בדיקות חומריות עבור ייצור תוספתי

בעוד במאמר המקורי המפורט ארבע שיטות בדיקה תחת ASTM F2792, כל אחת מהשיטות הללו נשלטת למעשה על ידי תקני ASTM ו- ISO ספציפיים אשר מוחלים על חומרים AM. להלן אנו בודקים שיטות אלה לעומק, מדגישים את הסטנדרטים הרלוונטיים ושיטות הטובות ביותר.

בדיקות Tensile

(הבדיקה של Tensile היא הערכה מכנית הבסיסית ביותר עבור חומרי ייצור תוספים.זה אמצעי להניב כוח, כוח רב-עוצמה, הזיעה האולטימטיבית, ומודולוס של גמישות.עבור AM מתכות, שיטת הבדיקה הסטנדרטית היא בדרך כלל FLT:0AS E8/E8MFLT 1 (שיטות של בדיקות רחוב עבור Tension of Testinglic Materials), מותאם לחשבון של אופי טרופי, ולכן הוא כולל של רכיבי FV2;

שיקולים מרכזיים לבדיקת עשרות ב AM כוללים:

  • (ב) גיאומטריה:0 (ב) ,0) ,(הדגימות בגודל של תפוצה) משמשות לעתים קרובות כדי לשמר חומר, אך יש לאמת אותו מפני תוצאות בעלות גודל מלא.
  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • טיפול ב-HIP:0 (Heat Treatment:FLT:1) לאחר עיבוד annealing או aostatic לחיצה (HIP) יכול לשנות באופן משמעותי את התכונות של Tenile ויש לתעד.

עבור חומרים פולימרים, בדיקות פילים עוקבות אחר FLT:0ASTM D638uaFLT:1 (שיטת מבחן סטרונדארד עבור נכסים Tensile של פלסטיק), עם שיקולים דומים לנטייה מפורטת יש זמין ב-FLT:2NIST של בדיקות מכניות עבור מתכות AMLT 3.

בדיקת המרירות

בדיקת הרדנס מספקת אינדיקטור מהיר ויעיל של כוח חומרי והתנגדות ללבוש.עבור חלקי מתכת AM, שיטות נפוצות כוללות:

  • (FLT:0) Rockwell hardness (ASTM E18)veFLT:1) מתאים משטחים גדולים יותר, שטוחים; לעתים קרובות בשימוש עבור בקרת איכות בייצור.
  • (FLT:0)Vickers microhardness (ASTM E384)FLT:1 - אידיאלי עבור תכונות קטנות, קירות דקים, ומדידה וריאציות קשיחות על פני שטח בנייה.
  • (ב) ⁇ :0) ,Knoop קשיחות (ASTM E384) ,1:1 - שימושי עבור חומרים מתפתלים או כאשר בדיקות באזורים מוגבלים.

בדיקת הרדנות יכולה לחשוף חוסר עקביות במיקרו-מבנה הנובעות מהיסטוריה תרמית לא אחידה במהלך הדפסה.לדוגמה, קשיחות ⁇ מהתחתית ועד לראש הבניין עשויה להצביע על שיעורי קירור לא ראויים.

ניתוח Microstructural

אופי מיקרו-רסל חיוני להבנת האופן שבו הפרמטרים של עיבוד משפיעים על תכונות החומריות.עבור מתכות AM, שיטות מתכת סטנדרטיות מ-FLT:0ASTM E3miaFLT:1 (מדריך לשיווק של מפרט מטאלוגרפיים) מותאמים כדי להסביר את המבנים האיקויים הייחודיים, כגון גרגרי עמודה, קשקשים סלולריים, וגבולות מרכזיים כוללים:

  • (FLT:0) גודלו ומורפולוגיה (ASTM E112)FLT) 1:1 - מאולתר באמצעות שיטת הירוט או ⁇ ההשוואה; דגנים פגומים עדין לעתים קרובות תואמים עם כוח גבוה יותר.
  • (FLT:0) Phases andהכללות (ASTM E12grFLT) 1:1 - צילומי רנטגן דיפרקציה (XRD) וסורק מיקרוסקופיות אלקטרוניות (SEM) עם ספקטרוסקופיה של אנרגיה-דיספרסטיבית (EDS) לזהות שלבים משניים שעשויים לפגוע בביצועים.
  • ניתוח (ASTM E2109), פורז, פגמים ללא היתוך, וסדקים מוגדרים באמצעות תוכנת ניתוח תמונות.

עבור פולימר, ניתוח מיקרו-מבנה מתמקד לעתים קרובות איכות קישור בין-שכבות תוכן ריק, באמצעות מיקרוסקופיה אופטית וקידוד משותף (CT) anisotropy של ייצור מפואר ממוזג (FFF) חלקים דורשים סעיף זהיר והערכה ספציפית אוריינטציה.

בושם והערכה

פורוזיות היא מדד איכות קריטי כי ריקנים פועלים כמצמי לחץ המפחיתים את חיי העייפות וכוח רבן של מספר שיטות סטנדרטיות משמשים למדידת נקבוביות במרכיבים AM:

  • שיטת ההרחבה (ASTM B962)62), טכניקת מדידה בצפיפות המשווה את משקל חלק באוויר ובנוזל; מספקת אחוז פורוזיות גדול.
  • (FLT:0) מיקרוסקופיה מיקרוסקופית (ASTM E2109), איורים צלביים פולנים הם תמונה וניתחו עבור שבריר שטח של שטח פואר, הפצה בגודל וצורה.
  • (FLT:0) X-ray קידוד (CT) (ASTM E1695)igtureFLT:1 - הדמיה 3D לא הרסנית המחשוף את הנפיחות הפנימית, רשתות הפצח ומיקומים הכללה. CT משמש יותר ויותר לבדיקה ראשונה ותהליך אימות.

עבור אבקת מתכת היתוך, מטרות נקבוביות אופייניות הן מתחת 1% עבור חלל קריטי יישומים רפואיים.FLT:0ASTM F2903IRFLT 1 עבור Ti-6Al-4V מפרטת כיפופולריות מקסימלית של 1% על ידי אזור כאשר נמדד באמצעות מתכתלography.

היתרונות של בדיקות חומרים סטנדרטיים בייצור Additive

אימוץ משטר בדיקות ממושמע המבוסס על תקני ASTM ו- ISO מניב יתרונות מרובים המשתרעים מעבר לציות פשוט. היתרונות האלה מאיצים את אימוץ AM עבור יישומים ברמת הייצור.

בקרת איכות מוגברת והגנת הפחתת

בדיקות סטנדרטיות יוצרות קו בסיס אמין עבור איכות החומרית.על ידי ביצוע Tenile, קשיחות, מיקרו-מבנה והערכה porosity על כל אצווה ייצור (או במרווחים מוגדרים), יצרנים יכולים לזהות תהליך סחף מוקדם.לדוגמה, עלייה פתאומית ב porosity שנצפה באמצעות ארצ'מדס עשויה להצביע על מערכת הזנה של אבקת שומן או שינויים בתהליך בקרת לייזר (SPC) המאפשרת התאמות אלה.

יתר על כן, סטנדרטים כגון:0ASTM F3122earFLT:1 לספק קריטריונים מעבר / חול כי מתאים לדרישות הלקוח. כאשר הרבה לא מצליח לעמוד בהתמדה מינימלית של עשרות אלפיים, זה יכול להיות מחלחל לפני ההגעה לקו ההתאספות. גישה שיטתית זו חיונית לתעשיות כמו אוויר, שבו חלק פגומים יחיד יכול להיות השלכות קטסטרופליות.

סליחות והסמכת Compliance

(היצרנים המכוונים מגזרים מוסדרים - מכשירים רפואיים, אווירול, בטיחות רכב - עמידה בסטנדרטים מוכרים היא חובה.המנהל של המזון והתרופות האמריקאי (FDA) והמינהל התעופה הפדרלי (FAA) מקבלים את שיטות הבדיקה הסטנדרטיות של ASTM כחלק מהמכשיר ומאשרות חלק.לדוגמה, השתלת ירכיים המיוצרת באמצעות אלקטרון מתמוססת חייב להפגין תכונות מכניות ל-FLT:0.

בדיקות סטנדרטיות גם מפשטות ביקורת ותיעוד.מדריך איכות מאורגן היטב מתייחס שיטות מבחן ASTM ספציפיות מספק ראיות ברורות של נאותות. יצרנים רבים חוזים כוללים דוחות בדיקה עם כל המשלוח, נותן ללקוחות אמון בפדיגורה החומרית.

אופטימיזציה של תהליכים וחזרה

הנתונים שנוצרו מבדיקות סטנדרטיות הם בלתי חוקיים עבור אופטימיזציה של פרמטרים בנייה.לדוגמה, בדיקות רביליות של דגימות מודפסות במהירויות סריקות לייזר שונות וגלישה ספאקים מגלה את חלון העיבוד הממקסים את הכוח תוך צמצום הנפיחות.קשה מיפוי על פני צלחת בנייה יכול לזהות ⁇ תרמי הדורשים התאמות לטמפרטורה טרום חום או אוריינטציה חלקית.

חזרה היא אבן הפינה של AM. ללא בדיקה קפדנית, וריאציות בכימיה אבקה, ללבוש מכונה או תנאי אטמוספירי יכול ללכת ללא אזהר עד בדיקה סופית. על ידי הטמעת קופונים סטנדרטיים בכל עבודה לבנות - כפי מומלץ על ידי FLT:0ASTM F2231FLT:1 - מיצרנים יכולים לאמת כי כל בניה עונה על אותו חומר, ללא קשר למכונה או למפעיל.

אישורים של איכות חומרית וחדשנות

כאשר חומר חדש מוצג, פרוטוקולי בדיקה סטנדרטיים מקצרים באופן משמעותי את ציר הזמן ההסמכה.במקום לפתח בדיקות קנייניות, צוותי R&D יכולים לעקוב אחר שיטות מבוססות היטב לאפיין תכונות אבקה (זרימה, התפלגות גודל חלקיקים, מורפולוגיה), לבנות תגובה (density vs. Energy צפיפות אנרגיה), ונכסים הסופיים.זה מאיץ את הנתיב מניסויים בקנה מידה מעבדה לייצור.

לדוגמה, המסגרת המסופקת על ידי FLT:0ASTM F300349FLT 1 עבור אבקת אפיון ו-FLT:2ASTM F3122IRFLT 3 עבור בדיקות מכניות יוצרת תבנית Plug-and-play להערכת כל סגסוגת מתכת חדשה.זה מפחית את הסיכון של התעלמות מנכסים קריטיים ומאפשר חברות מהירות יותר של , GEIEL, Additive ו-LM על בסיס סטנדרטים חדשים המבוססים על בסיס נתונים.

יישומי תעשייה ומחקרי מקרים

חללי תעופה

יצרנים חלליים מסתמכים על בדיקות ASTM כדי להעפיל את החלקים עבור יישומים קריטיים לטיסה.לדוגמה, יצרנית מנוע מובילה (ה-FLT:0ASTM F3184FLT:1) בדיקות עבור אל-חלד דלק נחירות, השגת ירידה של 25% במשקל תוך שמירה על חוזק רב-מזל מעל 520 MPa.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.F.F.R.R.R.R.R.R.F3184F.R.R.R.R.F3184FLT 1

רפואי

יצרני השתלת אורתופדית משתמשים ב-FLT:0ASTM F29240303RELFLT ( 1:1 ו-FLT:2ASTM F300103103103FLT 3) כדי לאמת את חלקי Ti-6Al-4V. חברה אחת הפחיתה את מחזור הפיתוח עבור כוס אסטאבירית מותאם אישית מ 18 חודשים עד 6 חודשים על ידי מתן שיטות בדיקה סטנדרטיות עבור מודלים ומאפיינים מכניים באמצעות גרגר באמצעות גרגר באמצעות דגנים, אשר מסייעות.

רכב

יצרני רכב מאמצים את AM עבור כלי נמוך וחתיכות חלקי חילוף.יצרן רכב אירופאי החל את ההרחבה:0 (ASTM F3122IRFLT:1) בדיקות כדי ממריש פלדה חגורת פלדה. Tensile בדיקות בשלוש כיוונים שאושרו התנהגות איזוטרופית בתוך ±5%, ומיפוי קשיחות ל ASTM18 לא הראה שום וריאציות משמעותיות על פני הבנייה.

כיוונים עתידיים

ככל שייצור התוספים עובר לייצור המוני, הסטנדרטים ימשיכו להתפתח.ה-ISO/ASTM 5290003FLT:1 המשפחה כוללת כיום מעל 30 סטנדרטים שפורסמו, המכסה את כל מה שמדריכה עיצוב לאזורים שלאחר עיבוד כוללים:

  • (FLT:0) תקני ניטור של החלפת נתונים 1 (תיקון נתוני חיישן בזמן אמת (טמפרטורת בריכה, הדמיה שכבתית) עם תוצאות בדיקות לאחר-בנייה כדי לאפשר אבטחת איכות בזמן אמת.
  • (FLT:0)Digital Twin and Machine LearningFLT:1) - שימוש בנתונים סטנדרטיים לבדיקת מודלים חיזוי החיזוי תכונות מכניות מפרמטרי תהליכים.
  • (הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

נציין תעשייתי כגון FLT:0) אמריקה MakesveFLT:1 ו- FLT:2ASTM F42 הוועדות F42FLT 3 מניעות את הקידומות הללו.

מסקנה

בעוד ASTM F2792 סיפק את אוצר המילים החיוני לייצור תוספים, העבודה האמיתית של אבטחת איכות מבוצעת על ידי רשת חזקה של תקני בדיקות חומרים. Tensile, קשיחות, מיקרו-מבנה, והערכה פורוזיות - המוחזקת על ידי ASTM E8/E8M, E18, E3, B96 ועשרות מפרטים אחרים - יצרנים לייצר חלקים עקביים, צפויים תכונות אלה, כדי להרחיב את יעילותם של תהליכים חיוניים, אופטימיזציה של איכות יעילה, אופטימיזציה, , , , , , תקנים סטנדרטיים, תואמים את התקני בקרה יעילה , B2 תקינים , , B96 , , , , , , , תקנים סטנדרטיים , , תקנים סטנדרטיים , B96 , , , תקנים סטנדרטיים של , , תקנים סטנדרטיים של פונקציות בקרה , , תקנים סטנדרטיים , , , תקנים סטנדרטיים , B2 , , תקנים סטנדרטיים של פונקציות בקרה , B96 , B96 , , B96 , תחליפיים תקנים סטנדרטיים תחליפים תחליפים תחליפים תחליפים ,