ICS 25.030
CCS J 07
中华人民共和国国家标准
GB/T 42619—2023
增材制造 工艺参数库构建规范
Additive manufacturing—Specification for process parameterdatabase construction
2023-05-23发布
2023-12-01实施
国家市场监督管理总局
发布国家标准化管理委员会
GB/T 42619—2023
目次
前言 ……………………………………………………………………………………………………………Ⅲ
1 范围 …………………………………………………………………………………………………………………1
2 规范性引用文件 ………………………………………………………………………………………………1
3 术语和定义 ………………………………………………………………………………………………1
4 工艺参数库结构 ………………………………………………………………………………………………1
5 数据库系统设计 ………………………………………………………………………………………………2
5.1 数据库功能设计 ……………………………………………………………………………………2
5.2 工艺数据表设计 ……………………………………………………………………………………2
5.3 表结构描述 ………………………………………………………………………………………………3
6 工艺参数描述 …………………………………………………………………………………………………3
6.1 立体光固化工艺参数 ……………………………………………………………………………………3
6.2 粉末床熔融工艺参数 ……………………………………………………………………………………5
6.3 材料挤出工艺参数 ………………………………………………………………………………………6
6.4 定向能量沉积工艺参数 ………………………………………………………………………………7
6.5 材料喷射工艺参数…………………………………………………………………………………10
6.6 黏结剂喷射工艺参数……………………………………………………………………………………10
6.7 薄材叠层工艺参数…………………………………………………………………………………11
6.8 复合增材制造工艺参数……………………………………………………………………………12
7 成形件性能描述…………………………………………………………………………………………………14
7.1 金属成形件性能参数………………………………………………………………………………14
7.2 聚合物成形件性能参数…………………………………………………………………………………15
7.3 陶瓷成形件性能参数……………………………………………………………………………………16
8 工艺参数库验收…………………………………………………………………………………………………16
8.1 工艺参数库验收的依据…………………………………………………………………………………16
8.2 工艺参数库验收的步骤……………………………………………………………………………16
8.3 验收内容…………………………………………………………………………………………………17
8.4 验收报告……………………………………………………………………………………………17
附录A(资料性) 典型增材制造工艺参数包…………………………………………………………………18
附录B(资料性) 典型增材制造工艺参数对成形过程和质量的影响因素 ……………………………20
B.1 粉末床熔融工艺参数对成形过程和质量的影响因素………………………………………………20
B.2 定向能量沉积工艺参数对成形过程和质量的影响因素……………………………………………21
B.3 材料喷射工艺参数对成形过程和质量的影响因素…………………………………………………22
B.4 黏结剂喷射工艺参数对成形过程和质量的影响因素………………………………………………22
B.5 薄材叠层工艺参数对成形过程和质量的影响因素…………………………………………………23
B.6 复合增材制造工艺参数对成形过程和质量的影响因素……………………………………………23
GB/T 42619—2023
图1 增材制造工艺参数库结构图……………………………………………………………………………2
图2 增材制造工艺参数库表数据构成 …………………………………………………………………………3
图3 增材制造工艺参数库验收流程图 ……………………………………………………………………17
表1 字段类型…………………………………………………………………………………………………3
表2 立体光固化工艺(点光源类)参数块结构 ………………………………………………………………4
表3 立体光固化工艺(面光源类)参数块结构 ………………………………………………………………4
表4 粉末床熔融工艺(激光类)参数块结构………………………………………………………………5
表5 粉末床熔融工艺(电子束类)参数块结构 ………………………………………………………………6
表6 材料挤出工艺(丝材类)参数块结构…………………………………………………………………6
表7 材料挤出工艺(浆料类)参数块结构…………………………………………………………………7
表8 定向能量沉积工艺(激光类)参数块结构……………………………………………………………8
表9定向能量沉积工艺(电子束类)参数块结构……………………………………………………………8
表10 定向能量沉积工艺(电弧类)参数块结构 …………………………………………………………9
表11 定向能量沉积工艺(等离子束类)参数块结构 ………………………………………………………9
表12 材料喷射工艺参数块结构 ……………………………………………………………………………10
表13 黏结剂喷射工艺参数块结构 ……………………………………………………………………………11
表14 薄材叠层工艺参数块结构…………………………………………………………………………11
表15 定向能量沉积-铣削加工工艺(激光类)参数块结构 ……………………………………………12
表16 定向能量沉积-铣削加工工艺(电弧类)参数块结构 ………………………………………………13
表17 定向能量沉积-铣削加工工艺(等离子束类)参数块结构 …………………………………………13
表18 金属成形件性能参数块结构………………………………………………………………………14
表19 聚合物成形件性能参数块结构 ………………………………………………………………………15
表20 陶瓷成形件性能参数块结构 ……………………………………………………………………………16
表 A.1 粉末床熔融工艺(激光类)常用工艺参数包(案例1～案例5)……………………………………18
表 A.2 粉末床熔融工艺(激光类)常用工艺参数包(案例6～案例10)………………………………18
表 A.3 材料挤出工艺(丝材类)常用工艺参数包 …………………………………………………………19
表B.1 工艺参数对成形质量的影响：粉末床熔融工艺(激光类)…………………………………………20
表B.2 工艺参数对成形质量的影响：粉末床熔融工艺(电子束类)……………………………………20
表 B.3 工艺参数对成形过程和质量的影响：定向能量沉积工艺(激光类)……………………………21
表B.4 工艺参数对成形过程和质量的影响：定向能量沉积工艺(电子束类)…………………………21
表 B.5 工艺参数对成形过程和质量的影响：定向能量沉积工艺(电弧类)……………………………21
表 B.6 工艺参数对成形过程和质量的影响：定向能量沉积工艺(等离子束类)………………………22
表B.7 工艺参数对成形过程和质量的影响：材料喷射工艺 ……………………………………………22
表B.8 工艺参数对成形过程和质量的影响：黏结剂喷射工艺 ……………………………………………23
表B.9 工艺参数对成形过程和质量的影响：薄材叠层工艺 ………………………………………………23
表B.10 工艺参数对成形过程和质量的影响：定向能量沉积-铣削加工工艺(激光类)………………23
表B.11 工艺参数对成形过程和质量的影响：定向能量沉积-铣削加工工艺(电弧类)………………24
表B.12 工艺参数对成形过程和质量的影响：定向能量沉积-铣削加工工艺(等离子束类)………25
增材制造 工艺参数库构建规范
1 范围
本文件规定了增材制造工艺参数库结构、数据库系统设计、工艺参数和成形件性能，描述了工艺参数库验收方法
本文件适用于增材制造工艺参数库的构建。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 35021 增材制造 工艺分类及原材料
GB/T 35022 增材制造 主要特性和测试方法 零件和粉末原材料GB/T 35351 增材制造 术语
3 术语和定义
GB/T 35351界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
工艺参数库 process parameter database由增材制造工艺参数内容及其视图、功能模块等构成的数据库系统。
3.2
属性 attribute
工艺参数库存储的与增材制造工艺相关的设备、材料、环境参数、成形参数等信息的表达。
3.3
块结构 block structure属性的结构化集合示例：粉末床熔融工艺材料的块结构是制造厂商、粉末牌号、霍尔流速和粒度分布属性集合。
4 工艺参数库结构
工艺参数库宜包含不同类型增材制造工艺的工艺参数和成形件性能参数，能够为工艺实施提供技术支撑和保障。
工艺参数库构建应遵循以下基本原则。
—开放性原则：数据库中的数据、硬件系统、软件系统具有开放性。数据库系统采用标准化的数据交换格式和通信协议，支持与生产系统等的数据交换和共享。
—实时性原则：建立维护更新接口，保证数据库中数据的实时性。
—扩展性原则：数据库服务器存储空间、数据库支撑软件等预留相应的容量扩展接口和功能
GB/T 42619-2023
接口。
—安全性原则：在数据库建立、系统运行和管理方面有严格的安全和保密措施，确保整个数据库系统安全、正常和有效地运行和使用。
增材制造工艺参数库构建结构如图1所示。
工艺参数库
数据库系统设计
数据库功能设计
工艺数据表设计
表结构描述
数据关系
工艺参数描述
成形件性能描述
材料
使用
设备
控制环
境参数
环境参数
采用
成形参数
生产
立体光固化
工艺
粉末床熔融
工艺
成形件
金属成形件
性能参数
聚合物成形
件性能参数
陶瓷成形件
性能参数
形貌特性
机械性能
其他特性
材料挤出工
艺
定向能量沉
积工艺
材料喷射工
艺
黏结剂喷射
工艺
薄材叠层工
艺
复合增材制
造工艺
图1 增材制造工艺参数库结构图
5 数据库系统设计
5.1 数据库功能设计
5.1.1 基本功能：数据库系统应具有数据输入、输出、存储、处理、查询、更新等基本功能。数据的输入应包括对入库数据的检查、录入、添加和确认；数据的输出应按照用户需求进行数据输出。
5.1.2 管理与维护功能：数据库应包括软硬件升级维护、性能调整改进、历史数据管理功能。
5.1.3 查询、检索与统计功能：数据库应包括以不同的查询条件对各种数据进行单独的、组合的、相互的查询与检索，并能够依据查询结果提取数据和对数据进行统计。
5.1.4 安全管理功能：数据库应包括系统用户管理、日志管理、数据库备份与恢复功能。同时，应保证其环境和系统的安全以及数据的安全与保密。
5.2 工艺数据表设计
每种工艺参数的字段包含工艺参数表字段和成形件性能表字段两部分，如图2所示。
工艺参数部分的字段由设备、材料、环境参数、成形参数块结构中的属性组成。不同工艺类型，工艺参数部分的字段不同，按照GB/T35021进行工艺类型细分，见表2～表17。典型增材制造工艺参数包见附录A,成形参数属性块所包含字段对成形件性能影响见附录B。
成形件性能部分的字段由形貌特性、机械性能和其他性能块结构中的属性组成。不同材料类型，成形件性能部分的字段不同，按照金属、聚合物和陶瓷进行分类，见表18～表20。
每种细分工艺类型的工艺参数与不同材料的成形件性能组合形成数据库中的若干数据表。随着某项或某几项工艺的改进以及新工艺的出现，可根据实际进行工艺数据表的调整。
工艺参数库
工艺参数
成形件性能
设备
材料
环境参数
成形参数
形貌特性
机械性能
其他性能
图2 增材制造工艺参数库表数据构成
5.3 表结构描述
对本文件中工艺数据表结构的描述包括：
—字段名：表中该字段的唯一标识符；——字段类型：该字段所表示数据项的数据类型；—字段单位：该字段所表示数据项的单位；
——字段必填项选项：“是"代表必填项，“否”代表非必填项。字段类型如表1所示。
表1 字段类型
数据类型
参数
描述
Char(n)
n=1字节～2000字节
定长字符串，n字节长，如果不指定长度，缺省为1字节长
Varchar(n)
n=1字节～4000字节
可变长的字符串，具体定义时指最大长度n,该数据类型可以存放
数字、字母以及ASCⅡ码字符集
Number(m,n)
无
可变长数值列，允许0、正值及负值，m是所有有效数字的位数，n
是小数点以后的位数
注：字段类型不限于表格中所列举的种类。
6 工艺参数描述
6.1 立体光固化工艺参数
立体光固化指通过光致聚合作用选择性地固化液态光敏聚合物的增材制造工艺，通常能量源为特定波长和强度的点光源或面光源，原材料为纯光敏树脂或掺杂其他材料(如陶瓷颗粒)的光敏树脂。
能量源为点光源的立体光固化主要工艺参数块结构见表2
