吳艷華
(有色金屬技術經濟研究院,北京 100080)
本文針對有色金屬領域相關的增材制造標準化工作,對《增材制造標準領航行動計劃(2020-2022年)》作簡要解析。
世界工業發達國家將增材制造技術作為新的發展增長點,大力推動增材制造技術創新和產業化應用。國際上有ISO/TC 261增材制造技術委員會,CEN/TC 438 歐洲標準化組織增材制造技術委員會,ASTM F42美國材料與試驗協會增材制造技術委員會等標準化組織,并且各方已經達成一致,共同構建和執行同一套增材制造標準體系,制定和實施同一套技術標準。全國有色金屬標準化技術委員會粉末冶金分標準化技術委員會(SAC/TC 243)對口的國際標準化組織是ISO/TC 119粉末冶金,ISO/TC 119也十分關注增材制造用金屬粉末的表征工作,設立了專門的聯絡員與ISO/TC 261增材制造技術委員會保持密切合作。
我國高度重視增材制造產業發展,國家層面上相繼出臺了一些政策:《中國制造2025》部署全面推進實施制造強國戰略中,將增材制造列為重點布局范圍;工信部印發的《增材制造產業發展行動計劃(2017-2020年)》中,指出要推動增材制造在航空領域規模化應用;《裝備制造業標準化和質量提升規劃》中,明確提出要加快增材制造標準體系建設;《新材料標準領航行動計劃(2018~2020年)》也明確提到了增材制造材料。我國的增材制造發展迅速,相關的標準卻沒有完全跟上產業的發展,因此本行動計劃提出,實施新產業標準領航工程,健全增材制造標準體系,強化標準研究與技術研發同步、國內標準制定與國際標準同步、標準實施與產業化同步,對標國際先進提升水平,領航增材制造產業高質量發展。
增材制造作為一項新技術,標準化工作是從無到有的。目前,增材制造相關的國家標準和行業標準數量較少,標準體系不夠健全,遠遠不能滿足增材制造的發展需要,因此需要增材制造標準領航行動計劃,把研制“領航”標準作為開展領航行動的主攻方向。
目前,我國增材制造領域國際標準跟蹤轉化滯后,我國標準和國際先進標準還存在著一定差距。領航行動中提出:把推動國內國際標準相互兼容作為開展領航行動的重要任務,加快國際標準轉化步伐,加大中國技術和標準轉化為國際標準力度。通過增材制造的國際標準化工作,提升我國標準水平和國際競爭力,充分發揮標準的引領作用。
在領航行動計劃中明確:到2022年,增材制造專用材料、工藝、設備、軟件、測試方法、服務等領域“領航”標準數量達到80-100項。推動2-3項我國優勢增材制造技術和標準制定為國際標準,增材制造國際標準轉化率達到90%。
在有色金屬領域,可以開展的增材制造標準領航工作如下:
有色金屬作為增材制造專用材料的重要組成部分,在標準體系建設上也應發揮相應的作用。有色金屬領域增材制造標準體系的完善與補充,對于構建和健全增材制造標準體系具有重要作用。針對增材制造用的重點有色金屬材料,開展“領航”型標準布局,并配套完善的測試方法標準。
在領航行動計劃中明確提到的“1.專用材料標準”,屬于有色金屬領域的包括鋁合金、鈦合金、鈷鉻合金、金屬間化合物等;“3.測試方法標準”,跟有色金屬領域相關的是制定增材制造專用材料性能、安全等測試和評價方法標準。有色金屬的特點之一是金屬種類多,其中適合增材制造用的金屬種類豐富,領航行動計劃中列舉的只是一小部分,實際上有色金屬領域的增材制造專用材料及測試方法標準還有很多工作可以開展。到2022年,全國有色金屬標準化技術委員會將緊跟產業發展,響應領航行動計劃的要求,研制20-30項有色金屬領域增材制造“領航”標準。
在領航行動計劃中提出:推動增材制造專用材料、設備、檢測等產業鏈上下游相關標準化技術委員會工作協調,建立交叉融合項目聯合提出、聯合歸口、聯合制定的工作機制。增材制造作為一項新興產業,是信息技術、材料科學、制造技術等多學科交叉融合的產物,在標準化領域除了涉及到2016年成立的全國增材制造標準化技術委員會,還涉及到一些傳統的標委會,比如全國有色金屬標準化技術委員會。全國有色金屬標準化技術委員會在增材制造相關的標準制定工作中,一直與全國增材制造標準化技術委員會保持著密切且友好的合作關系,共同推進我國增材制造領域的標準化工作,以標準引領增材制造產業的高質量發展。

表1 有色金屬領域增材制造相關的國家標準和行業標準
全國有色金屬標準化技術標委會在增材制造標準化工作方面起步較早,已經初步形成了包括基礎通用、產品、檢測方法的有色金屬增材制造標準體系,已發布和起草中的增材制造相關國家標準和行業標準如下表,這些標準的制定充分結合生產和應用的實際,得到了廣泛的關注和認可。同時,現有的這些增材制造用有色金屬材料性能要求基本都有相應的成熟的檢測方法標準配套,滿足檢測需求,確保產品質量。下一步,全國有色金屬標準化技術委員會計劃制定的國家標準包括《增材制造用鋁合金粉》、《粉末床熔融增材制造鉭及鉭合金》、《增材制造用銅及銅合金粉》、《增材制造用銀及銀合金粉》、《增材制造用鎳鈦合金粉》、《增材制造用金屬粉末的包裝、標志、運輸和貯存》、《增材制造用高熵合金粉》、《粉末床熔融增材制造鉬及鉬合金》、《電子束熔化增材制造鈦鋁合金》等標準,進一步完善有色金屬增材制造標準體系。

表2 有色金屬領域增材制造相關的國家標準和行業標準(續)
總之,在有色金屬增材制造標準化領域,全國有色金屬標準化技術委員會將積極響應國家有關政策,全面推進有色金屬增材制造標準化工作,充分發揮標準對增材制造產業的規制和引領作用。