Q/LB.□XXXXX-XXXX目次TOC\o"1-1"\h\t"標準文件_一級條標題,2,標準文件_附錄一級條標題,2,"前言 II引言 III1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14一般要求 14.1人員 14.2儀器設備 14.3原材料 24.4環(huán)保與安全 25制備流程 25.1漿料制備 25.2模型設計 25.3數(shù)據(jù)處理 35.4參數(shù)設定 35.5光固化成形 45.6后處理 46質(zhì)量檢驗 67技術(shù)資料交付 6前言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由中國科學院金屬研究所提出。本文件由中國中小企業(yè)協(xié)會歸口。本文件起草單位：中國科學院金屬研究所、佛山市陶瓷研究所檢測有限公司、中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責任公司、貴陽航發(fā)精密鑄造有限公司、東方電氣集團東方汽輪機有限公司、中國聯(lián)合重型燃氣輪機技術(shù)有限公司、中國航發(fā)燃氣輪機有限公司、武漢三維陶瓷科技有限公司、西安交通大學、西北工業(yè)大學、華中科技大學、中國機械總院集團沈陽鑄造研究所有限公司、武漢因泰萊激光科技有限公司、通標億澤標準化技術(shù)服務(北京)有限公司。本文件主要起草人：李金國、李喬磊、章鳴、何金達、吳漢昌、劉西河、趙代銀、梁靜靜、李有佳、蘇海軍、閆春澤、張朝威、馬濤、劉榮臻、蔡志祥、于瑞龍、唐海、李昂、李翔、彭威、張為亮、李志偉。引言本文件的發(fā)布機構(gòu)提請注意，聲明符合本文件時，可能涉及到第5章與下列相關的專利的使用。ZL202111364392.6，一種光固化3D打印改性陶瓷型芯及其制備方法ZL202111362650.7，一種光固化3D打印浸漬增強陶瓷型芯及其制備方法ZL202111397616.3，一種光固化3D打印鋁基陶瓷型芯及其制備方法ZL202111362469.6，一種光固化3D打印復合陶瓷型芯及其制備方法ZL02111325715.0，一種光固化3D打印硅基陶瓷型芯及其制備方法ZL202211445224.4，一種層狀界面強化的光固化3D打印陶瓷型芯及制備方法本文件的發(fā)布機構(gòu)對于該專利的真實性、有效性和范圍無任何立場。該專利持有人已向本文件的發(fā)布機構(gòu)承諾，他愿意同任何申請人在合理且無歧視的條款和條件下，就專利授權(quán)許可進行談判。該專利持有人的聲明已在本文件的發(fā)布機構(gòu)備案。相關信息可以通過以下聯(lián)系方式獲得：專利持有人姓名：李金國、李喬磊、梁靜靜、周亦胄、孫曉峰。地址：遼寧省沈陽市沈河區(qū)文化路72號。請注意除上述專利外，本文件的某些內(nèi)容仍可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。增材制造立體光固化成形陶瓷型芯制備技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了增材制造立體光固化成形陶瓷型芯（以下簡稱“陶瓷型芯”）制備的一般要求、制備流程、質(zhì)量檢驗和技術(shù)資料交付。本文件適用于采用立體光固化技術(shù)制備陶瓷型芯的過程控制。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB14554惡臭污染物排放標準GB25493以激光為加工能量的快速成形機床安全防護技術(shù)要求GB/T35351增材制造術(shù)語GB/T35352增材制造文件格式GB/T37698增材制造設計要求、指南和建議GB∕T39331—2020增材制造數(shù)據(jù)處理通則GB/T43481增材制造三維工藝模型數(shù)據(jù)質(zhì)量要求JB/T14627—2023增材制造點光源立體光固化工藝規(guī)范HB5353熔模鑄造陶瓷型芯性能試驗方法術(shù)語和定義GB/T35351、GB/T39331界定的術(shù)語和定義適用于本文件。一般要求人員陶瓷型芯制備人員應具有相關工藝基礎知識，熟悉相關設備操作，掌握完整制備工藝操作流程。設備操作人員應經(jīng)過專業(yè)培訓、考核，取得資格證后方可上崗。陶瓷型芯制備過程中，操作人員應按規(guī)定正確佩戴勞保用品。儀器設備陶瓷型芯制備所用測量儀器應定期進行校驗。所用設備應按照設備手冊及相關設備要求進行安裝調(diào)試、使用及維護保養(yǎng)，確保設備使用時的正常運轉(zhuǎn)。光固化增材制造設備應能夠滿足工藝參數(shù)的調(diào)整需要，能在設定的參數(shù)下穩(wěn)定地工作，并在成形周期內(nèi)保持完好狀態(tài)。光固化增材制造設備打印幅面應不小于80mm×80mm，打印高度應不小于120mm；打印層厚應在25um～200um內(nèi)可調(diào)。光固化增材制造設備激光器波長為355nm～405nm。光固化增材制造設備應配有加熱裝置對型芯漿料進行加熱保溫，加熱溫度30℃～80℃。光固化增材制造設備軟件、系統(tǒng)開放可調(diào)，包括但不限于激光輸出功率、掃描路徑、掃描速度、曝光時間、掃描方式、不同圖形補償方式、輪廓補償值、掃描補償值，以充分適配不同復雜結(jié)構(gòu)陶瓷型芯的材料性能和結(jié)構(gòu)特點確保打印成形精度。原材料原材料在首次使用、供方變更及生產(chǎn)過程中主要工藝方法和主要設備變更的情況下，均應進行工藝驗證和首件檢查，應按照HB5353的規(guī)定進行型芯標準樣件檢測，性能達標后方可使用。原材料應按照貯存條件存放，并經(jīng)檢驗合格且在有效期內(nèi)。環(huán)保與安全增材制造陶瓷型芯光固化成形過程中產(chǎn)生的污染物排放應符合GB14554的規(guī)定。光固化增材制造設備的安全防護應符合GB25493的相關規(guī)定。光固化增材制造設備區(qū)域及陶瓷型芯處理區(qū)域應采用不含紫外光的照明設備。光固化增材制造設備所用激光器輸出的光束包含有可見的和不可見的輻射，對人眼有害，禁止直視激光光束。光固化增材制造設備區(qū)域嚴禁放置易燃易爆物品，也不允許放置揮發(fā)性溶劑如酒精、丙酮、汽油等。光固化增材制造設備區(qū)域及增材制造陶瓷型芯處理區(qū)域溫度應保持在20℃～25℃，相對濕度應不超過50％。制備流程漿料制備應按照相關標準和工藝文件要求制備陶瓷型芯增材制造光固化成形所用漿料,漿料特性應符合表1的規(guī)定。漿料特性要求項目條件要求剪切黏度溫度25℃，剪切速率25s-10.8Pa.s～8.2Pa.s固化寬度激光功率10mw/cm2≤±3％固化深度0.09mm～0.18mm固相含量—≥50vol.％穩(wěn)定性漿料放置24h應無明顯沉降外觀—應均一、無明顯色差，無肉眼可見氣泡、夾雜物模型設計一般要求模型設計應符合GB/T37698的規(guī)定。模型格式應包括陶瓷型芯素坯表面完整的三角形網(wǎng)格信息，還可包括陶瓷型芯素坯的材料、結(jié)構(gòu)等信息，并按GB/T35352的規(guī)定，將信息存儲為STL格式文件或AMF格式文件或XT格式文件或IGS格式文件或STP格式文件。薄壁厚度尺寸及精度設計基于光固化增材制造成形精度要求，陶瓷型芯最小壁厚宜不小于0.2mm，尺寸精度宜不低于±0.04mm。最小圓柱尺寸及精度設計基于光固化增材制造成形精度要求，陶瓷型芯的最小圓柱直徑宜不小于0.4mm，尺寸精度宜不低于±0.04mm。最小孔尺寸及精度設計基于光固化增材制造成形精度及后處理要求，陶瓷型芯的最小孔直徑宜不小于0.3mm，尺寸精度宜不低于±0.04mm。支撐結(jié)構(gòu)設計為了防止陶瓷型芯脫脂燒結(jié)過程中出現(xiàn)變形等缺陷問題，宜設計與型芯薄壁結(jié)構(gòu)過渡的支撐托，支撐托的壁厚如圖1所示，按公式（1）進行計算。型芯截面壁厚示意圖 T=T1+T2式中：T—增材制造陶瓷型芯支撐托壁厚，單位為毫米（mm）；T1T2A—增材制造陶瓷型芯支撐托設計系數(shù)，宜根據(jù)型芯結(jié)構(gòu)特點取值0.5～1.5。數(shù)據(jù)處理模型的數(shù)據(jù)處理流程應符合GB/T39331—2020中第4章的規(guī)定。切片處理之前，應該進行模型數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，數(shù)據(jù)質(zhì)量應滿足GB/T43481的規(guī)定。切片分層處理時，根據(jù)光固化設備參數(shù)，選擇合適的切片厚度，預判成形時間，形成成形文件。參數(shù)設定工藝參數(shù)設定應符合表2的規(guī)定。工藝參數(shù)項目參數(shù)成形激光功率（mW/cm2）3～45打印層厚/μm25～200掃描速度（mm/s）/單層曝光時間（s）4000～10000/3～20光固化成形光固化成形流程應符合JB/T14627—2023中6.5的規(guī)定。光固化成形結(jié)束后，應對成形素坯進行初檢。目視檢查素坯，外表不應有變形、錯層、缺失等缺陷。后處理素坯清洗應選用與未固化的殘余漿料中樹脂兼容的無揮發(fā)性、無味的安全環(huán)保有機類清洗劑對素坯進行清洗，直至素坯表面與內(nèi)部無殘留漿料。在選擇清洗劑時，應考慮產(chǎn)品的安全性、環(huán)保性、揮發(fā)性、清洗效果以及是否兼容有機樹脂體系等因素。素坯脫脂氧化物類陶瓷型芯宜在空氣氣氛下脫脂，非氧化物類陶瓷型芯宜在惰性氣體氣氛下脫脂，不同壁厚陶瓷型芯的脫脂參考壓力值見表3。不同壁厚陶瓷型芯脫脂參考壓力值壁厚參考壓力值≤1mm0.1KPa～0.5MPa1mm～3mm0≥3mm≤1MPa將素坯宜按表4的規(guī)定由室溫先升溫、后降溫進行脫脂處理。脫脂處理步驟速率℃/h到達溫度℃保溫時間h升溫第一階段60～100300±201～2第二階段60～80400±201～2第三階段100～120550±202～3第四階段100～120580～7002～4降溫5～100常溫-陶瓷型芯燒結(jié)不同壁厚陶瓷型芯的燒結(jié)參考壓力值應符合表5的規(guī)定。不同壁厚陶瓷型芯燒結(jié)參考壓力值壁厚參考壓力值≤1mm0.1KPa～0.5MPa1mm～3mm0≥3mm≤1MPa脫脂坯體宜按表5的規(guī)定由室溫先升溫、后降溫進行燒結(jié)處理。燒結(jié)處理步驟速率℃/h到達溫度℃保溫時間h升溫第一階段60～120700±201～4第二階段120～2001000±201～6第三階段120～2001000～11002～6第四階段60～1201100～17006～10降溫5～120常溫-陶瓷型芯清理、修整經(jīng)燒結(jié)處理后的陶瓷型芯應根據(jù)技術(shù)文件要求進行表面清理和修整,常見的表面處理方法有打磨、拋光等。表面處理過程中，應與三維模型對照，不應破壞陶瓷型芯本身結(jié)構(gòu)。高溫強化高溫強化處理的主要目的是進一步提高型芯的高溫強度和抗熱變形能力，提高型芯在澆注過程中抵抗金屬沖擊的抗變形能力。高溫強化的處理方法按如下步驟進行：將型芯浸入特定的強化劑進行浸漬處理；待氣泡消除后取出，加熱干燥或自然干燥0.5h～24h。常見的強化劑類型見表7，包括硅溶膠、鋁溶膠、氧化物前驅(qū)體溶液及硅酸乙酯水解液等；浸漬工藝可選擇常壓浸漬也可選擇真空浸漬；干燥方式一般為加熱干燥、自然干燥，特殊工藝也可選擇氣氛干燥。高溫強化處理方式強化劑類型浸漬方式干燥方式硅溶膠常壓浸漬真空浸漬加熱干燥自然干燥氣氛干燥鋁溶膠氧化物前驅(qū)體溶液硅酸乙酯水溶液釔溶膠鋯溶膠低溫強化低溫強化處理的主要目的是提高陶瓷型芯的室溫強度和韌性，防止型芯在修整、搬運和制模時損壞。低溫強化的處理方法按如下步驟進行：將已高溫強化后的陶瓷型芯浸入低溫強化劑（常壓浸漬或真空浸漬均可）；取出滴盡溶液或經(jīng)溶劑沖洗后表干；進行加熱固化、室溫固化或真空失水固化。常見的低溫強化劑見表8，主要是熱固性樹脂、多元醇及水溶性聚合物。低溫強化處理方式強化劑類型浸漬方式干燥方式熱固性樹脂酚醛樹脂常壓浸漬真空浸漬加熱干燥自然干燥氣氛干燥環(huán)氧樹脂多元醇甘露醇季戊四醇水溶性聚合物聚乙烯醇聚乙二醇包裝和運輸陶瓷型芯應先進行內(nèi)包裝，然后再用填充料將內(nèi)包裝件緊固在外包裝箱內(nèi)，最后完成外包裝。外包裝應能夠保護陶瓷型芯免受潮濕和污染，例如使用密封袋或防潮箱。此外，外包裝應有足夠的強度，以承受運輸過程中的堆疊和搬運，例如使用堅固的紙箱、木箱等。運輸過程中避免劇烈震動、碰撞、直接雨淋或