CCS J 39
ICS 25.030
中华人民共和国国家标准
GB/T 42621—2023
增材制造 定向能量沉积-铣削复合增材制造工艺规范
Additive manufacturing—Specification for hybrid additive manufacturing withdirected energy deposition and milling process
2023-05-23发布
2023-05-23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 42621—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 一般要求 ………………………………………………………………………………………………………2
5 工艺过程 …………………………………………………………………………………………………3
参考文献…………………………………………………………………………………………………………8
GB/T 42621—2023
增材制造 定向能量沉积-铣削复合增材制造工艺规范
1 范围
本文件规定了定向能量沉积-铣削复合增材制造工艺的一般要求和工艺过程。
本文件适用于定向能量沉积与机械铣削加工复合的增材制造工艺，定向能量沉积与其他铣削加工复合的增材制造工艺参考使用。
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 14896.7 特种加工机床 术语 第7部分：增材制造机床GB/T 35351 增材制造 术语
GB/T 37698 增材制造 设计 要求、指南和建议GB/T 39247 增材制造 金属制件热处理工艺规范GB/T 39251 增材制造 金属粉末性能表征方法GB/T 39253—2020 增材制造 金属材料定向能量沉积工艺规范
3 术语和定义
GB/T 14896.7、GB/T 35351界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
定向能量沉积-铣削复合增材制造 hybrid additive manufacturing with directed energy depositionand milling
采用复合增材制造设备，通过定向能量沉积增材和铣削减材实现工件一体成形的工艺。
3.2
能量源 energy source
在定向能量沉积过程中提供高能量以熔融金属的高能束。注：常见用于定向能量沉积的能量源包括激光束、电子束、等离子弧、电弧。
3.3
铣削头 milling head
安装在多轴运动机构上夹持刀具，并为刀具提供回转运动对沉积成形层内、外轮廓进行加工的部件。
3.4
沉积头deposition head将能量和原材料输送到熔池的装置。
4 一般要求
4.1 人员
工艺人员应具有定向能量沉积-铣削复合增材制造工艺基础知识，熟悉定向能量沉积-铣削复合增材制造设备(以下简称"设备")操作，掌握完整生产工艺操作流程。
设备操作人员应经过专业培训，考核合格后方可上岗。培训由设备厂商或已接受培训并合格的人员实施。
注：培训内容包括但不限于设备的操作、维护、校准、软件使用、安全防护、材料处理、后处理、数据处理、异常情况处理等。
4.2 设备
4.2.1 概述
设备主要由能量源、沉积头、铣削头、原材料输送系统、气氛控制系统、运动控制系统、除尘系统、循环过滤系统、冷却系统、过程监控系统等部分组成。根据不同能量源与铣削头的组合进行分类，包括：
—以激光为能量源与铣削头组合的复合增材制造设备；—以电子束为能量源与铣削头组合的复合增材制造设备；—以电弧为能量源与铣削头组合的复合增材制造设备；—以等离子束为能量源与铣削头组合的复合增材制造设备。
4.2.2 基本要求
4.2.2.1 设备的检验、验收应符合设备厂商或相关标准要求。
4.2.2.2 设备交付前应有合格证明文件，且各项技术指标参数符合工艺相关要求。
4.2.2.3 设备使用说明文件应包含定期检查的项目、周期和准则。
4.2.2.4 用于定向能量沉积-铣削复合增材制造工艺过程的仪器仪表应定期进行计量检定、校准。
4.2.3 工艺参数
推荐使用设备出厂自带的工艺参数或通过试验得出的工艺参数。
4.3 原材料
4.3.1 概述
定向能量沉积-铣削复合增材制造工艺的材料种类主要包括金属粉末和金属丝材。
4.3.2 金属粉末
金属粉末的主要性能指标包括：化学成分、粒度及粒度分布、流动性、球形率、松装密度等。金属粉末的牌号和化学成分应符合相关标准要求，或者在制造前由供需双方协商确定。金属粉末检验指标应根据工艺要求确定，其他特殊要求由供需双方协商确定。除供需双方协商确定外，检验方法应按照GB/T 39251的规定执行。
4.3.3 金属丝材
金属丝材的主要性能指标包括：直径、化学成分、表面质量、力学性能等。金属丝材的牌号和化学成分应符合相关标准要求，或者在制造前由供需双方协商确定。金属丝材检验指标应根据工艺要求确定，其他特殊要求由供需双方协商确定。检验方法可参照GB/T 29713、GB/T10858、GB/T15620的规定执行。
4.3.4 其他要求
原材料的污染防护、交付及贮存应符合GB/T 39253—2020中5.3.4和5.3.5的规定。
4.4 环境
设备运行环境及周围工作环境应符合GB/T 39253—2020中5.4的规定。
4.5 安全及防护
安全及防护应符合GB/T 39253—2020中5.5和5.6的规定。设备在定向能量沉积工艺和铣削工艺间切换或独立使用时，应采取相应措施防止干扰。
5 工艺过程
5.1 工艺原理
工艺原理见图1。沉积头在运动控制系统的驱动下，按照给定的速度沿着规划的填充路径运动。运动过程中，金属粉末或金属丝材在能量源的作用下迅速熔化凝固并产生冶金结合。在基板上沉积若干层后，获取工件尺寸并与设计尺寸进行对比。基于对比结果，进行沉积补偿或直接进入铣削流程。如此重复，直至通过定向能量沉积和铣削减材实现零件一体成形。
2
3
4
5
定向能量汇积
交替
铣削减材
6
标引序号说明：
1——沉积头；2——能量源；
3——金属粉末或金属丝材；4——基板；5—铣削头；6—-成形零件。
图1 定向能量沉积-铣削复合增材制造工艺原理图
