增材制造領域國際標準對標達標研究

Research on the Alignment and Compliance with International Standards in the Field of Additive Manufacturing

WANG Yuxuan LI Haibin LI Zhe XUE Lian （Instituteof Standardization（Beijing）， CAMCo.，Ltd.）

Abstract：This paper systematically reviews the organizational structure and standards system of international standardizationbodies foradditive manufacturing，and conducts a thorough analysisof how China’s national standards on additive manufacturingalignandcomplywithrelevant internationalstandards in termsofsystem，organizationalstructure andkeytechnicalcontent.Theresultsshowthat China’s aditive manufacturing standardssystemisaligned with international standards，andhassurpasedthegloballevelincertaincore technicalareas，suchaspowderreuseandtestmethods.However gaps remain in the standards for environment，healthand safety（EHS），post-processng technologies，andappication domains.Finally，itofersrecommendationstoontiuouslystrengthenthetrackingandonversionofinternationalstadards， therebyaceleratingtheintegrationofdomesticandoverseasstandardsandenhancingtheglobalcompetitivenessofChina's additive manufacturing industry.

Keywords：aditivemanufacturing;standardssystem;internationalstandardization;alignmentwithinternationalstandards

0 概述

增材制造（俗稱“3D打印”）是一種以三維數(shù)字模型為基礎、通過逐層疊加材料制造零件的技術。該技術突破了復雜構件制造的技術瓶頸，實現(xiàn)了材料微觀組織與宏觀結構的可控成形，改變了傳統(tǒng)“制造引導設計”的理念，真正實現(xiàn)了“設計引導制造”和功能優(yōu)先的設計方式，推動產品生產從大規(guī)模制造向定制化制造轉變。增材制造已成為制造業(yè)智能化升級的關鍵動力，全球各國在國家戰(zhàn)略層面紛紛積極布局該領域（如：美國《先進制造業(yè)領導戰(zhàn)略》、德國《國家工業(yè)戰(zhàn)略 2030? ）。我國亦高度重視增材制造，通過頂層設計予以支持，《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》等將增材制造列為重點任務\"。

近年來，各國在加速增材制造技術研發(fā)的同時，將標準化作為促進產業(yè)規(guī)范化和規(guī)?；瘧玫闹匾侄?。ISO/TC261、ASTMF42、CEN/TC438等國際標準組織積極制定和完善增材制造標準體系。然而相較于全球技術和產業(yè)的迅猛發(fā)展，我國增材制造標準化起步較晚，在國際標準跟蹤、轉化和實施方面仍有滯后，特別是在應用、環(huán)境健康與安全（EHS）和產品驗證等領域仍存在標準缺口。

本研究結合我國增材制造標準體系現(xiàn)狀和國際標準發(fā)展趨勢，開展國際標準對標達標分析，對比我國標準與ISO/ASTM標準在基礎標準、主要技術、測試方法、應用領域等方面的異同，評估我國增材制造標準體系是否對標國際，并識別差距并提出改進策略。研究旨在合理加快我國增材制造國際標準的轉化，推動我國增材制造產業(yè)與全球市場深度融合，為國內企業(yè)“走出去”提供標準支撐。

1國內外增材制造標準化現(xiàn)狀

1.1國際增材制造標準化現(xiàn)狀

2011年，國際標準化組織ISO成立了增材制造技術委員會TC261，秘書處設在德國。TC261下設5個工作組：WG1術語，WG2工藝、系統(tǒng)和材料，WG3測試方法，WG4數(shù)據(jù)和設計，WG6環(huán)境、健康和安全以及JWG10航空航天應用聯(lián)合工作組（見圖1），有28個P成員國和8個0成員國。截至2025年1月，ISO/TC261已發(fā)布國際標準38項，在研國際標準19項（不包括技術規(guī)范TS、技術報告TR）[2]

自ISO/TC261成立起就與ASTMF42建立了緊密的合作關系，雙方通過PSDO模式共同推進國際標準化工作。根據(jù)ISO/TC261官方網(wǎng)站的信息，ISO/TC261與ASTMF42共建立了23個聯(lián)合工作組（JG），顯示出高度協(xié)同的發(fā)展趨勢。這種聯(lián)合模式在產業(yè)初期快速發(fā)展過程中可避免不同國家、地區(qū)標準的沖突和重復勞動，提高標準的通用性和權威性，降低企業(yè)合規(guī)成本，加速增材制造技術在全球的推廣應用。

與ISO/TC261不同，ASTMF42作為美國材料與試驗協(xié)會下的技術委員會，無需考慮國際普適性。目前ASTMF42已發(fā)布ASTM標準68項，在研76項，包括鈦合金、高溫合金等專用材料標準以及多項增材制造制件評價標準。在測試方法方面也發(fā)布了多項標準。特別在應用領域標準方面，ASTMF42.07現(xiàn)有30項應用標準，數(shù)量遠高于我國[3]。

1.2我國增材制造標準化現(xiàn)狀

早在2002年我國便發(fā)布了本領域第一項國家標準，但一直沒有對應的全國標準化組織。我國于2014年成為ISO/TC261的P成員國，2016年成立全國增材制造標準化技術委員會（SAC/TC562），并聯(lián)合有色金屬、特種加工機床、生鐵及鐵合金等相關標準化技術委員會，在增材制造專用材料、工藝、檢測等領域制定并實施了一批標準。目前已發(fā)布國家標準77項，在研國家標準40項；已發(fā)布行業(yè)標準28項，在研行業(yè)標準21項。

我國增材制造標準體系由基礎共性標準、關鍵技術標準、培訓和服務標準以及行業(yè)應用標準4部分構成，涵蓋從術語、原材料、設計、工藝、設備到測試和應用的全產業(yè)鏈標準化內容（見圖2）。增材制造以技術為關鍵、設備為核心、產品為最終體現(xiàn)形式，整個產業(yè)鏈可劃分為結構設計、材料制備、制造工藝、制件檢測、行業(yè)應用等環(huán)節(jié)。目前圍繞增材制造標準體系，統(tǒng)籌各層級標準，基本覆蓋了增材制造產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)。

2 國內外增材制造標準化組織與體系分析

2.1增材制造領域標準化組織對比分析

ISO/TC261作為國際標準化組織下的專門委員會，依托工作組（WG）和聯(lián)合工作組（JWG）的靈活架構，吸收來自30余個國家和地區(qū)的專家意見，形成了一套以全球適用性為核心的組織體系。其架構強調跨國、多利益相關方的協(xié)同與共識，確保制定標準時兼顧各方需求，并通過定期聯(lián)合會議和跨委員會協(xié)調動態(tài)更新標準方向。ASTMF42則作為美國ASTM下的技術委員會，主要通過分委員會和專題小組推動標準制定，更側重市場驅動的技術創(chuàng)新和產品應用，組織模式注重行業(yè)實際需求和技術前沿的快速響應。相比之下，我國SAC/TC562在總體架構與上述國際組織一致的前提下更加細分，設立測試方法、工藝、數(shù)據(jù)設計等分技術委員會，在國家政策引導下緊密結合國內增材制造產業(yè)實際開展標準制定工作。這種針對性的分工既保證了標準的實用性，又能快速響應技術發(fā)展和產業(yè)需求變化。

在國際合作和標準統(tǒng)一方面，ISO/TC261與ASTMF42通過簽訂合作協(xié)議、共同發(fā)布標準框架等建立了互補協(xié)同機制。我國則通過細分領域的分技術委員會加強了與國內產業(yè)、高校及科研院所產學研協(xié)作，高效推進標準制定進程，縮短了標準研制周期，增強了標準對產業(yè)升級的支撐力度。

2.2增材制造領域標準化體系對比分析

國際標準體系主要以ISO/TC261為核心，其標準化工作基本遵循技術成熟度和國際共識原則展開，并受ASTM發(fā)展路線影響。美國則通過美國國家標準學會（ANSI）與AmericaMakes合作發(fā)布的增材制造標準化路線圖，于2023年發(fā)布第三版，識別出了增材制造生命周期各領域共141個標準化差距，并給出了相應建議和優(yōu)先級[4]。路線圖的及時更新為增材制造標準的制定提供了清晰的方向和框架，有助于協(xié)調各標準制定組織的工作，避免標準范圍、技術參數(shù)的重復和沖突，促進增材制造行業(yè)標準體系的完善。

我國增材制造標準體系的發(fā)展路徑更強調政府頂層規(guī)劃和產業(yè)鏈協(xié)同。依托國家科技計劃和行業(yè)聯(lián)盟，我國標準體系在基礎、關鍵、應用等各層面同步推進，實現(xiàn)從材料、設計到工藝、設備和檢測的全方位覆蓋。ISO/TC261側重增材制造全生命周期通用要求，涵蓋材料性能、過程控制、質量保證等基礎性標準，而我國則在保持與國際接軌的同時，更關注符合國內產業(yè)實際的細分技術規(guī)范?？傮w上，我國標準體系在完整覆蓋增材制造各環(huán)節(jié)的同時，體現(xiàn)了政策引導下高效響應產業(yè)需求的特點。

3增材制造國際標準對標達標研究策略

和全貌的系統(tǒng)梳理，我們提出以技術分類為主軸的新興領域國際標準對標達標策略，將標準劃分為術語、材料、工藝、測試方法、環(huán)境安全、航空航天等關鍵領域，并在此基礎上開展我國與國際標準的對標達標工作。

在國際標準對比分析方面，我們將分別對各技術領域內已轉化的國際標準進行先進性分析，逐項評估我國已轉化標準范圍和主要技術內容對我國增材制造行業(yè)發(fā)展的適用性，并給出保留、修訂或廢止的建議；對于國內尚缺但國際已有的標準，通過深人研判技術差距和產業(yè)實際需求，制定科學采納方案及轉化計劃與進度安排；對于不轉化的國際標準（如：我國已有自主制定標準），則逐項分析其不轉化理由及技術先進性，提出后續(xù)改進與融合路徑。

基于前文對國際及國外增材制造標準化現(xiàn)狀此外，對于國內獨有而國際尚未覆蓋的標準，我們將依據(jù)術語、材料、工藝、測試方法、環(huán)境安全和航空航天等領域的適用范圍及技術優(yōu)勢，開展國際推廣分析，推薦具備普適性和先進性的標準逐步推向國際。最終，本策略形成一套以技術分類為主的國際標準對標達標路線，為推動我國增材制造標準體系的國際轉化與產業(yè)升級提供全方位的理論依據(jù)與實踐路徑。

4增材制造國際標準對標達標研究分析

本章分別對我國已轉化的國際標準、擬轉化的國際標準、我國自主制定的國家標準的國際對標情況以及我國標準的國際推廣情況進行分析，并給出總體結論。

4.1擬轉化的國際標準

在國際標準體系中存在一些國內尚無對應版本的關鍵標準，涉及環(huán)境健康安全、質量鑒定、后處理工藝、行業(yè)應用等核心環(huán)節(jié)，經(jīng)過逐項分析梳理出增材制造擬轉化的國際標準見表1。對于擬轉化的國際標準，應加快啟動轉化工作，縮短與國際標準的時間差。

4.2不轉化的國際標準

經(jīng)過梳理共有7項國際標準不適合轉化成我國國家標準（見表2）。其原因包括技術要求和適用范圍與我國當前技術路徑、產業(yè)發(fā)展階段、監(jiān)管環(huán)境及標準體系布局等因素存在較大差異，或國際標準要求低于我國國家標準。對于不轉化的國際標準，則需重點分析我國現(xiàn)有相關國家標準的技術水平，確保其內容達到國際先進，以實現(xiàn)對標達標。

4.3我國增材制造標準國際對標分析

在部分關鍵技術領域，國內外均存在相應標準，但我國標準體系采用了自主制定的模式。一是自主制定更貼合我國國情，充分考慮了國內產業(yè)結構、技術條件和監(jiān)管要求，能夠針對性地解決實際生產中的問題。二是國際標準在某些細分領域尚缺乏行之有效、操作性強的方法，難以為產業(yè)轉型升級提供切實指導。三是在該領域立項之初，國際上尚未形成成熟的標準，我國自主制定標準既填補了技術空白，又為產業(yè)發(fā)展提供了先導性依據(jù)。綜合來看，這一模式既體現(xiàn)了我國在技術創(chuàng)新和應用實踐方面的獨到優(yōu)勢，又為推動相關產業(yè)的高質量發(fā)展奠定了堅實基礎。但對于我國自主制定沒有采用國際標準的，需從標準范圍、主要技術內容等方面逐一分析其先進程度，分析并得出結論該項標準是否對標達標，我國共有5項自主制定標準，對比國際標準詳細分析詳見表3。

5 總結與對未來工作的意見和建議

5.1總結

我國增材制造標準化組織架構與ISO體系總體一致，但實際運行更為細化，設立分技術委員會及工作組以精準對接產業(yè)需求。我國構建了涵蓋基礎共性、關鍵技術、培訓服務和行業(yè)應用的完整標準體系，既保證了全面覆蓋，又緊密結合國內實際。

在關鍵技術標準整體達到國際水平并在部分指標超越國際。在上述對核心標準的分析中，我國標準在回收策略細化、檢測方法創(chuàng)新、工藝流程完整性等方面均已有部分要求超越國際標準，對我國增材制造產業(yè)規(guī)?；l(fā)展起到了積極作用，且具備較強的產業(yè)落地能力。

綜合分析表明，我國增材制造標準大部分技術指標已達到國際先進水平。但在環(huán)境健康安全、工藝和應用等領域仍需進一步加快采納國際標準；在少數(shù)對應標準上，我國在關鍵細節(jié)和標準更新速度上略有不足，需要持續(xù)跟進改進。

5.2對未來工作的意見和建議

持續(xù)強化國際標準跟蹤與轉化工作：密切跟蹤ISO/TC261、ASTMF42等國際標準制定動態(tài)，加速研判新發(fā)布的重要國際標準并及時啟動國內轉化，提高對標達標效率。鼓勵國內企業(yè)、高校和科研機構積極參與ISO/TC261等國際標準制定工作，充分發(fā)揮我國在增材制造技術和標準化方面的優(yōu)勢。

深度參與國際標準化工作：聚焦我國具有產業(yè)基礎和技術優(yōu)勢的增材制造細分領域（如增減材復合制造、砂型3D打印、增材制造無損檢測等），組織優(yōu)勢力量深度參與相關國際標準的制定與驗證試驗。制定標準預研和提案路線圖，推動中國方案轉化為國際標準。加強雙邊、多邊標準合作，利用已建立的國際標準化合作機制，在ISO/IECJTC1、ISO/TC261等國際標準組織持續(xù)推動聯(lián)合提案。

加強國際標準化人才與組織建設：建立完善的標準化專業(yè)人才培養(yǎng)機制，重點培養(yǎng)既掌握增材制造專業(yè)技術又熟悉國際標準體系的復合型人才。鼓勵國內更多專家積極參與ISO、ASTM等國際標準修訂工作，培養(yǎng)具備全球視野的標準化領軍人才，在國際標準制定、對接與推廣中發(fā)揮更大作用。

參考文獻

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