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近幾年已經有非常多的增材制造標準陸續發布，從設計指南到材料、工藝、設備、測試以及從業人員資格認證等覆蓋范圍非常廣泛。實際上諸多的標準在目前情況下仍處于探索階段，隨著人們對這項技術的認知逐步加深，相關的標準也在不斷完善。
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本期，我們列舉標準化領域的兩大權威組織——ASTM International以及國際標準化組織（ISO）已發布的增材制造標準，并介紹SAE和國內目前正在制定和已發布的標準。
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ASTM：致力于完善增材制造標準體系
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ASTM于2009年成立了ASTM F42，是最早成立的增材制造技術委員會的標準化協會組織。其主要目標是制定增材制造材料、產品、系統和服務等領域的特性和性能標準、試驗方法和程序標準，促進增材制造技術推廣與產業發展。
2012年，ASTM F42發布了F2792-12a增材制造術語標準，并于2015年與ISO合作對該標準進行了修訂，發布了第一份ISO/ASTM聯合標準，對增材制造技術推廣及產業發展中的術語與定義進行了規范。截至目前，其制定的標準規范如下：
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應用
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指定 |
標題 |
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ISO / ?ASTM52942-20 |
增材制造—任職資格—航空航天粉末床激光熔融設備操作員 |
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設計
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指定 |
標題 |
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F3413-19 |
增材制造指南—設計—定向能量沉積 |
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ISO / ASTM52910-18 |
增材制造—設計—要求，指南和建議 |
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ISO / ASTM52911-1-19 |
增材制造—設計—第1部分：金屬粉末床激光熔融 |
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ISO / ASTM52911-2-19 |
增材制造—設計—第2部分：聚合物粉末床激光熔融 |
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ISO / ASTM52915-20 |
增材制造文件格式規范（AMF）1.2版 |
材料與工藝
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指定 |
標題 |
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F2924-14 |
用于粉末床熔融增材制造的Ti6Al4V標準規范 |
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F3001-14 |
用于粉末床熔融增材制造的Ti6Al4V??ELI標準規范 |
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F3049-14 |
用于增材制造過程的金屬粉末特性表征的標準指南 |
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F3055-14a |
用于粉末床熔融增材制造的鎳基合金（UNS N07718）的標準規范 |
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F3056-14E1 |
用于粉末床熔融增材制造的鎳基合金（UNS N06625）的標準規范 |
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F3091/F3091M-14 |
塑料材料粉末床熔融標準規范 |
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F3184-16 |
用于粉末床熔融增材制造的不銹鋼合金（UNS S31603）的標準規范 |
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F3187-16 |
金屬定向能量沉積標準指南 |
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F3213-17 |
增材制造標準–成品性能–通過粉末床熔融工藝制備Co28Cr6Mo的標準規范 |
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F3301-18A |
增材制造標準–后處理方法–通過粉末床熔融工藝制造的金屬零件的熱處理標準規范 |
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F3302-18 |
增材制造標準–成品性能–通過粉末床容易制備鈦合金的標準規范 |
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F3318-18 |
增材制造標準–成品性能–通過粉末床激光熔融工藝制備AlSi10Mg的標準規范 |
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F3434-20 |
增材制造指南–用于生產制造的粉末床激光熔融設備的安裝/操作和性能鑒定（IQ / OQ / PQ） |
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ISO / ASTM52901-16 |
增材制造標準指南–一般原則–采購AM零件的要求 |
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ISO / ASTM52904-19 |
增材制造–工藝特性和性能：滿足關鍵應用的金屬粉末床熔融工藝規程 |
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ISO / ASTM52903-20 |
增材制造—基于材料擠出的塑料材料增材制造—第1部分：原料 |
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術語
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指定 |
標題 |
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ISO / ASTM52900-15 |
增材制造的標準術語-一般原則-術語 |
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測試方法
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指定 |
標題 |
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F2971-13 |
增材制造所準備的測試樣品報告數據的標準規范 |
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F3122-14 |
通過增材制造工藝制造的金屬材料的機械性能評估標準指南 |
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ISO / ASTM52902-19 |
增材制造—測試工件—增材制造系統的打印能力評估 |
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ISO / ASTM52921-13（2019） |
增材制造—標準術語—坐標系和測試方法 |
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ISO / ASTM52907-19 |
增材制造—原料—金屬粉末特性的表征方法 |
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ISO：提升增材制造標準的科學性、合理性及高效性?
國際標準化組織（ISO）于2011年創建ISO/TC 261增材制造標準化技術委員會，它的工作范圍是：在增材制造（AM）領域內進行標準化工作，涉及相關工藝、術語和定義、過程鏈（硬件和軟件）、試驗程序、質量參數、供應協議和所有的基礎共性技術。ISO/TC 261創建當年就與ASTM F42簽署合作協議，共同開展增材制造技術領域的標準化工作。2013年，ISO/TC 261與ASTM F42共同發布了一份“增材制造標準制定聯合計劃”，該計劃包含了AM標準的通用結構/層次結構，以實現由任何一方所發起的項目都能實現一致性。增材制造標準F42定期審查和更新。2016年，又對該結構進行了修訂。
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指定 |
標題 |
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ISO/TC 261/JG ?52 |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：標準測試工件 |
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ISO/TC 261/JG ?54 |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：設計基礎 |
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ISO/TC 261/JG ?55 |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：材料擠出增材制造標準規范 |
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ISO/TC 261/JG ?56 |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：金屬粉末床熔融工藝標準做法，以滿足剛性質量要求 |
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ISO/TC 261/JG ?57 |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：特定流程的設計準則和標準 |
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ISO/TC 261/JG ?58? |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 聯合組：粉末床熔融金屬部件的認證、質量保證和后處理 |
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ISO/TC 261/JG ?59? |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：AM零件的無損檢測技術 |
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ISO/TC 261/JG ?60? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：增材制造+無損檢測和評估 |
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ISO/TC 261/JG ?61? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：AM零件機械性能各向異性效應指南 |
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ISO/TC 261/JG ?62? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：用于進行增材制造循環研究的指南 |
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ISO/TC 261/JG ?63? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：AM用粉末特性測試方法 |
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ISO/TC 261/JG ?64? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：增材制造文件格式（AMF） |
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ISO/TC 261/JG ?66? |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：金屬粉末技術規范 |
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ISO/TC 261/JG ?67? |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 聯合組：功能梯度增材制造零件設計技術報告 |
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ISO/TC 261/JG ?68? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：3D 打印機環境與職業健康安全管理體系 |
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ISO/TC 261/JG ?69? |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 聯合組：金屬材料環境與職業健康安全管理體系 |
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ISO/TC 261/JG ?70? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：優化的醫學圖像數據 |
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ISO/TC 261/JG ?71? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：粉末質量保證 |
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ISO/TC 261/JG ?72? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：機器-生產工藝認證 |
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ISO/TC 261/JG ?73? |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 聯合組：數字產品定義和數據管理 |
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ISO/TC 261/JG ?74? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：人員資格鑒定 |
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ISO/TC 261/JG ?75? |
ISO/TC ?261-ASTM F 42 聯合組：增材制造中心工業合格評定 |
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ISO/TC 261/JG ?76? |
聯合 ISO/TC 261-ASTM F 42 ?組：ISO 17296-3 和 ASTM F3122-14 ?的修訂版 |
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ISO/TC 261/JG ?77? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：金屬鑄件砂型試驗方法 |
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ISO/TC 261/JG ?78? |
聯合 ISO/TC ?261-ASTM F 42 組：AM-機器安全 |
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ISO/TC 261/JG ?79? |
聯合 ISO/TC 261- ?ASTM F 42 組：汽車應用中AM工藝認證 |
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ISO/TC 261/JWG ?10 |
ISO/TC 261 - ?ISO/TC 44/SC 14 WG：航空航天應用中的增材制造 |
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ISO/TC 261/JWG ?11 |
聯合 ISO/TC 261 - ?ISO/TC 61/SC 9 WG：塑料材料增材制造 |
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ISO/TC 261/WG ?1 |
術語 |
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ISO/TC 261/WG ?2 |
工藝、系統和材料 |
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ISO/TC 261/WG ?3 |
測試方法和質量規范 |
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ISO/TC 261/WG ?4 |
數據和設計 |
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ISO/TC 261/WG ?6 |
環境、健康和安全 |
目前，ISO TC261和ASTM F42編制中的標準40余項，從增材制造的材料與工藝、測試方法、設計、安全防護等多方面開展標準化工作，進一步完善增材制造標準體系，對于增材制造標準化工作起到了重要的作用與意義。
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SAE：為美國聯邦航空管理局制定增材制造標準
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2015年7月，SAE成立了AMS-AM技術委員會，負責編制和維護與增材制造相關的航空航天材料和工藝規范標準以及相關的技術報告。2015年10月，針對關鍵航空航天應用的特殊認證要求，美國聯邦航空管理局（FAA）委托SAE制定增材制造技術標準，為FAA制定AM材料認證指南。AMS-AM的主要目標包括：
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? 針對原材料及成品材料的采購制定航空航天材料規范（AMS）；? 針對航空航天產品制造過程制定推薦慣例、規范與標準；??與MMPDS、CMH-17、NADCAP、ASTM F42協調，推動標準在工業界的采用；??建立標準（技術文件）體系，確保過程受控及可追溯性，以獲得具有統計意義的材料性能數據。
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SAE增材制造標準體系
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截至目前，SAE已經發布及正在制定標準共計30項，涉及激光及電子束粉末床熔融、等離子弧熔絲、激光熔絲、激光直接沉積、材料熔融擠出工藝，IN625、IN718、17-4PH、Hastelloy X、Haynes 230、Ti6242、Ti6Al4V、AlSi10Mg、ULTEM 9085、ULTEM1010等材料。
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國內當前增材制造現行標準?
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筆者在全國標準信息公共服務平臺查詢，關于增材制造正在起草、批準和已經發布的標準共有55項。以下為現行標準，共15項，包含國家標準9項、行業標準1項、地方標準5項。
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類別 |
名稱 |
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國標計劃 |
GB/T 37698-2019? ?增材制造設計要求、指南和建議 |
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GB/T 37461-2019? ?增材制造云服務平臺模式規范 |
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GB/T 35021-2018? ?增材制造工藝分類及原材料 |
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GB/T 35351-2017? ?增材制造術語 |
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GB/T 35352-2017? ?增材制造文件格式 |
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GB/T 37463-2019 ?增材制造塑料材料粉末床熔融工藝規范 |
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GB/T 35022-2018? ?增材制造主要特性和測試方法零件和粉末原材料 |
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GB/T 34508-2017? ?粉床電子束增材制造TC4合金材料 |
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GB/T 14896.7-2015 ??特種加工機床術語第7部分：增材制造機床 |
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GB/T 37463-2019? ?增材制造塑料材料粉末床熔融工藝規范 |
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GB/T 35022-2018? ?增材制造主要特性和測試方法零件和粉末原材料 |
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GB/T 34508-2017? ?粉床電子束增材制造TC4合金材料 |
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GB/T 14896.7-2015 ??特種加工機床術語第7部分：增材制造機床 |
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行業標準 |
YS/T 1139-2016? ???增材制造TC4鈦合金蜂窩結構零件 |
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地方標準 |
DB61/T 1304-2019???增材制造醫療器械生產質量管理規范 |
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DB34/T 3563-2019? ?增材制造熔融沉積成形（FDM）零件性能試驗方法 |
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DB32/T 3597—2019??增材制造金屬材料機械性能測試方法指南 |
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DB32/T 3598—2019??增材制造金屬激光熔化沉積制件性能要求及測試方法 |
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DB32/T 3599—2019??增材制造鈦合金零件激光選區熔化用粉末通用技術要求 |
另外，2020年7月批準發布了6項增材制造標準，2020年11月批準發布了8項增材制造標準，都將于2021年6月1日起開始實施。分別為：
《增材制造用硼化鈦顆粒增強鋁合金粉》
《增材制造用鉭及鉭合金粉》
《增材制造用鈮及鈮合金粉》
《增材制造用鉬及鉬合金粉》
《增材制造制粉用鈦及鈦合金棒材》
《增材制造用球形鈷鉻合金粉》
《增材制造 金屬制件熱處理工藝規范》
《增材制造 金屬粉末性能表征方法》
《增材制造 金屬材料粉末床熔融工藝規范》
《增材制造 金屬材料定向能量沉積工藝規范》
《增材制造 金屬制件機械性能評價通則》
《增材制造 塑料材料擠出成形工藝規范》
《增材制造 測試方法 標準測試件精度檢驗》
《增材制造 數據處理通則》
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結語
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除以上組織之外，NASA發布了針對航空航天領域增材制造產品標準，德國航空航天標準化協會（DIN）與德國工程師協會（VDI）針對于增材制造技術的發展與應用制定了相應的標準，歐洲焊接聯合會發布了國際增材制造人員職業資格培訓與認證制度。由此可以看出，關于增材制造的相關標準，從設計、材料、工藝、設備、從業人員等，正在全產業鏈鋪展開來。從事增材制造的企業若致力于走向高端制造，就必須關注這些標準，并運用到實際生產中。
