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.

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.

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.

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.