Oppfyller 3D-utskrift av metall i formindustrien internasjonale kvalitetsstandarder?

1. Byggingen og veksten av det internasjonale standardsystemet
Den globale standardiseringsprosessen for additiv produksjon har skapt et "dual track drive"-mønster. Den internasjonale organisasjonen for standardisering (ISO) og American Society for Testing and Materials (ASTM) jobbet sammen for å lage ISO/ASTM 52900:2025-standarden. Denne standarden angir et rammeverk for full prosessspesifikasjon for metaller, polymerer og biomaterialer. Denne standarden sier tydelig at mer enn 90 % av vanlige teknologier, som utskriftsinnstillinger, kvalitetstesting og sikkerhetsstandarder, må være de samme over hele verden. Dette gir formindustrien et grunnleggende fagspråk.
NAS-seriens standarder er nå den "gyldne regelen" for romfartsformer i den profesjonelle verden. NAS410-standarden sier at kornstørrelsen og restspenningen til titanlegeringsformer må holdes innenfor visse grenser. For eksempel må kornstørrelsen holdes innenfor 5-8 nivåer satt av ASTM E112-standarden, og restspenningen må ikke være mer enn 30 % av materialets flytegrense. Etter 100 000 sykluser med lasting ved 650 grader, setter NAS9302 opp en spesifikk test for termisk utmattingsytelse til høytemperaturlegeringsformer. Sprekkutbredelseshastigheten må være mindre enn 0,1 mm/syklus.
Det kinesiske nasjonale standardsystemet blir raskere bedre. "Teknisk spesifikasjon for Laser Powder Bed Melting Titanium Alloy Parts in Additive Manufacturing" (GB/T 45868-2025) som trer i kraft i 2025 vil heve tetthetskravet for titanlegeringsformer til over 99,95 % og holde overflateruheten Ra-verdien under μ2. Disse standardene fungerer med ISO/ASTM-systemet for å gi muggeksportbedrifter to måter å sikre at de følger reglene.
2. Et stort skritt fremover i standardisering av materialenes egenskaper
Kvaliteten på materialet er det som får en form til å fungere. ASTM F75-standarden begrenser strengt mengden nikkel i koboltkromlegering, som ofte brukes i medisinske implantatformer, til < 0,1 % og mengden wolfram til 15–20 %. For å sikre at pulveret sprer seg jevnt, må flytbarhetsindeksen for sfærisk pulver laget ved forstøvning være 45s/50g eller høyere. En kjent-internasjonal tannformprodusent bruker koboltkrompulver som oppfyller disse kriteriene. Dette reduserer kanttilpasningsfeilen til tannkroneformer fra 50 μm til 15 μm, som er den typiske måten å lage dem på.
I romfartsindustrien må støpeformer laget av Inconel 718 nikkel-basert legering oppfylle AMS 5662-spesifikasjonene. Denne standarden sier at strekkfastheten skal holde seg mellom 1170 og 1275 MPa ved 704 grader, og at størrelsen på korngrensekarbidene ikke må være mer enn 5 μm. Et bestemt selskap som lager støpeformer for flymotorblader justerte laserenergitettheten for å få en kornstørrelse på grad 7 i henhold til ASTM E112-standarden for 718 legeringsformer. Dette gjorde formene mye bedre ved høye temperaturer.
3. Nøyaktig praktisering av prosesskontroll
Ved formfremstilling er standardene for dimensjonsriktighet svært strenge. Gjennom dynamisk smeltebassengkontrollteknologi kan SLM-metoden holde formhulrommets dimensjonale nøyaktighet innenfor ± 0,05 mm. Et bestemt selskap som lager støpeformer for biler, bruker SLM-laserutstyr for å lage støpeformer i aluminiumslegeringer.- Ved å endre lasereffekttettheten i sanntid, reduseres formoverflatens retthetsfeil fra 0,1 mm til 0,03 mm, noe som oppfyller førstenivåets presisjonskriterier i DIN 8760-standarden.
Det er også svært viktig å standardisere varmebehandlingsteknikker. Formen i 17-4PH rustfritt stål må oppfylle AMS 2759/3A-standarden, som sier at etter å ha blitt eldet ved 482 grader i 4 timer, må den ha en hardhet på HRC 42-45. En produsent av presisjonsstøpeformer har laget en database for varmebehandling som holder den dimensjonale endringshastigheten til støpeformer innenfor ± 0,02 %. Dette løser problemet med muggskrap generert av deformasjon under varmebehandling i tradisjonelle teknikker.
4. Digital innovasjon innen testing og sertifisering
Kvalitetsevalueringssystemet er i endring på grunn av ikke-destruktiv testteknologi. I henhold til ISO/ASTM 52929:2025-standarden, må industriell CT brukes for å finne interne defekter i metallformer, med en defektekvivalent diameter på ikke mer enn 0,2 mm. Et formfirma har kommet opp med en AI-assistert CT-deteksjonsteknologi som gjør det lettere å finne sprekker. Den kan nå finne sprekker så små som 0,05 mm og er 80 % mer effektiv enn å gjøre det for hånd.
Den nye standarden handler om dynamisk mekanikktesting. ASTM F42.01-standarden for medisinske implantater sier at formen må gå gjennom 10 ^ 7 utmattelsessykluser og at sprekkforplantningshastigheten må følge Paris-formelen. En elektromagnetisk resonanstretthetstestmaskin brukes av en viss produsent av ortopedisk implantatform for å kutte testsyklusen fra tre måneder til to uker og holde testdataenes unøyaktighet innenfor ± 5 %.