關鍵詞:增材制造,立體光固化,后處理,地方標準
DOI編碼:10.3969/j.issn.1002-5944.2024.011.026
0引言
立體光固化成型(SLA)是增材制造技術中最早、最成熟且應用最為廣泛的快速成型技術,具有產品開發周期短、設計自由程度高、自動化程度高、成型精度高等顯著優點,在醫療、汽車、航空等領域都有廣泛的應用。《“十四五”智能制造發展規劃》《增材制造產業發展行動計劃》等政策推動SLA技術研究及推廣應用。
1標準研制背景與意義
立體光固化是通過光致聚合作用選擇性地固化液態光敏聚合物的增材制造工藝。立體光固化成型獲得的模型或零件需要進行一系列的后處理工藝才能投入使用。立體光固化成型零件的后處理工藝包括清洗、去支撐、二次固化、打磨等。立體光固化成型后處理是影響成型零件產品質量的關鍵步驟,而目前尚無立體光固化成型后處理工藝相關的標準。標準缺失不利于立體光固化成型技術的發展應用,導致立體光固化產品質量參差不齊,因此,亟需制定SLA后處理工藝標準,完善立體光固化成型的標準體系。
本標準制定的主要目的在于彌補現階段國內立體光固化后處理技術及標準的空白,對立體光固化后處理的去除支撐、清理、打磨、修補、上色等行為進行系統規范,為增材制造領域相關方提供標準化參考依據,促進行業高質量發展。
2任務來源
中船海為高科技有限公司負責牽頭編制的《增材制造立體光固化后處理工藝規程》地方標準,來源于河南省市場監督管理局于2022年8月16日發布的《關于下達2022年河南省地方標準制修訂計劃的通知》(豫市監函[2022] 53號),項目編號20221110012,行業主管為河南省工業和信息化廳。
3編制原則及依據
本標準的編制原則及依據主要包括:
(1)遵循《河南省標準化管理辦法》《河南省地方標準管理辦法》等標準化管理辦法;
(2)遵循可操作性原則、符合性原則、規范性原則、一致性原則及易用性原則;
(3)以標準主要起草單位的立體光固化工藝為基礎,參考國內外先進水平的后處理工藝流程,結合國內立體光固化后處理工藝的具體情況和程序進行編寫;
(4)適應我國現有工業技術、水平和增材制造立體光固化后處理工藝的需要。
4標準制定的工作過程
主要編制過程包括籌建標準工作組、調研及搜集資料階段、召開編制工作啟動會、征求意見、河南省工業和信息化廳組織的行業預審會、河南省市場監督管理局組織的審查會、報批審查及發布階段。其中征求意見單位包括行業主管部門、生產單位、應用單位、高校、科研院所等相關方近30家單位。根據河南省市場監督管理局關于批準發布《水產養殖尾水污染物排放標準》等50項河南省地方標準的公告(2024年第8號),本標準于2024年2月1日發布,于2024年S月1日實施。
5主要內容解讀
5.1標準框架
標準包括前言、范圍、規范性引用文件、術語和定義、基本要求、工藝過程、工藝評價及資料性附錄。其中,基本要求、工藝過程及工藝評價為主要內容。
5.2標準適用范圍
標準是方法標準,標準化對象是增材制造立體光固化后處理工藝,標準規定了增材制造立體光固化后處理工藝的基本要求、工藝過程及工藝評價,適用于增材制造立體光固化后處理工藝。
5.3術語和定義
為了便于理解和使用,給出了增材制造、立體光固化、固化、后處理、零件、支撐及二次固化的定義,其中支撐及二次固化是標準新給出的定義。支撐是在打印過程中零件的輔助支柱。二次固化是通過能量光源照射促使已固化的零件進一步固化成型的工藝過程。
5.4基本要求
為了便于立體光固化后處理進行,給出了立體光固化后處理工藝應滿足的基本要求,包括人員、設備、材料、環境、環保、安全、記錄和文件要求。后處理工藝應注意安全防護及環境保護,同時不應破壞零件或影響零件的性能,并做好詳細記錄。
5.5工藝過程
增材制造立體光固化后處理工藝包括工藝準備、去支撐、清洗、修補、二次固化、打磨及上色,二次固化、上色可根據增材制造立體光固化零件性能要求及用戶要求選用,工藝流程見圖1。打印完成的零件應在設備平臺靜置5~10 min之后方可開始后處理作業,旨在將附著于零件表面的大部分液態光敏樹脂自然流回設備打印存料缸內。后處理各個階段方法、設備、操作過程、質量管控及檢查見表1。
5.6工藝評價
按照GB/T 35022—2018規定,根據零件重要程度,按照表2進行性能評價,性能評價結果應根據用戶約定的指標進行結果評定。
6結語
該標準是增材制造領域首個立體光固化后處理工藝標準,對立體光固化后處理工藝的基本要求、工藝過程及工藝評價進行規定,旨在為立體光固化后處理工藝提供依據。該標準的發布和實施為生產制造企業、應用單位、第三方檢測機構等行業內相關方提供立體光固化零件的后處理、性能檢驗、檢測等依據。下一步,將積極推動該標準的推廣應用,持續搜集標準應用案例,不斷對標準文本進行修訂和完善,更好地推動立體光固化的應用,并進行標準升級,助力標準體系建設,促進增材制造行業高質量發展。
作者簡介
趙智壘,碩士研究生,助理工程師,研究方向為機械設計及標準化管理。
靳逸飛,碩士研究生,助理工程師,研究方向為增材制造。
丁永春,本科,研究員,研究方向為增材制造。
楊中桂,通信作者,碩士研究生,研究員,研究方向為增材制造及機械設計。
(責任編輯:張瑞洋)