JBT 14716-2023 增材制造裝備 面曝光光固化三維打印機 （正式版）

ICS25.040.20CCSJ59中華人民共和國機械行業(yè)標準Additivemanufacturingequipment—Photopolymerization3Dprint中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布IJB/T14716—2023前言 Ⅱ Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14通用要求 15性能要求 36試驗方法 37檢驗規(guī)則 78標志、包裝、運輸和貯存 9表1測試件精度等級 表2檢驗項目 圖1XY方向尺寸精度測量模型樣件示意 圖2Z方向尺寸精度測量模型樣件示意 圖3光均勻度測量位置示意 參考文獻 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。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國特種加工機床標準化技術(shù)委員會（SAC/TC161）、全國增材制造標準化技術(shù)委員會（SAC/TC562）聯(lián)合歸口，并由全國特種加工機床標準化技術(shù)委員會負責執(zhí)行。本文件起草單位：先臨三維科技股份有限公司、蘇州電加工機床研究所有限公司、中機研標準技術(shù)研究院（北京）有限公司、廈門光服科技有限公司、威斯坦（廈門）實業(yè)有限公司、西安交通大學、西安增材制造國家研究院有限公司。本文件主要起草人：趙曉波、龐博、王應、薛蓮、王根勇、黃龍彬、郭文華、侯穎、周徽、吳本文件為首次發(fā)布。JB/T14716—2023面曝光光固化三維打印機已經(jīng)廣泛應用于文化創(chuàng)意和生物醫(yī)療等領(lǐng)域，尤其是在齒科這類高附加價值產(chǎn)業(yè)中具備了經(jīng)濟效益，且具有一定的技術(shù)優(yōu)勢，因此具有極大的發(fā)展?jié)摿?。但是，目前各個廠商生產(chǎn)的設(shè)備質(zhì)量參差不齊，生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品性能均存在一定程度的問題。同時，客戶也對該設(shè)備的性能評估標準提出了需求。本文件旨在從快速發(fā)展的行業(yè)現(xiàn)狀和產(chǎn)品應用需求出發(fā)，規(guī)范增材制造領(lǐng)域基于面曝光光固化三維打印機的性能要求，為產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售、使用等環(huán)節(jié)提供強有力的技術(shù)支撐，有利于保障客戶利益，提升產(chǎn)品性能，并促進新興產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。1JB/T14716—2023增材制造裝備面曝光光固化三維打印機本文件規(guī)定了面曝光光固化三維打印機的通用要求和性能要求，描述了相應的試驗方法，規(guī)定了檢驗規(guī)則及標志、包裝、運輸和貯存。本文件適用于采用數(shù)字光處理（digitallightprocessing，DLP）或圖像掩碼（imagemask）技術(shù)的面曝光光固化三維打印機的制造。2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。GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗A：低溫GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B：高溫GB/T2423.3環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab：恒定濕熱試驗GB/T2423.10環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Fc：振動（正弦）GB2893安全色GB2894安全標志及其使用導則GB/T5226.1機械電氣安全機械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件GB/T14896.7特種加工機床術(shù)語第7部分：增材制造機床GB/T35351增材制造術(shù)語3術(shù)語和定義GB/T14896.7和GB/T35351界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1面曝光光固化photopolymerizationbasedonsurfaceexposure單次使整個成形面發(fā)生交聯(lián)反應的成形工藝。4通用要求4.1安全防護24.1.1光學防護設(shè)備應具有明顯的安全或警示標識，應警示紫外光可能帶來的潛在傷害。設(shè)備光學系統(tǒng)應置于機殼內(nèi)部，光學系統(tǒng)工作時，光路不應直接暴露在設(shè)備外殼外部。設(shè)備應設(shè)計紫外光安全防護或急停裝置，以防紫外光對人體造成的傷害。4.1.2電氣防護設(shè)備電氣系統(tǒng)應符合GB/T5226.1的規(guī)定。4.1.3傳動部件防護做相對運動的部件之間應保證安全距離?？赡茉斐晌ｋU的傳動、轉(zhuǎn)動裝置應置于機殼內(nèi)部，并采取相應的安全防護措施。運動部件上外露的定位件或凸出部分應平滑或施加防護措施。4.2外觀4.2.1設(shè)備外觀應整潔，表面不應有明顯的凹痕、劃傷、裂縫、變形和污染等缺陷。表面涂覆層應均勻，不應有明顯的起泡、龜裂、脫落、磨損和其他機械損傷。4.2.2機械件應無裂痕、明顯變形，金屬零部件不應有銹蝕及其他機械損傷。電氣部件應無明顯移位或脫落，觸點沒有明顯的腐蝕。4.2.3標識的文字、符號應清晰、規(guī)范。4.3裝配4.3.1所有緊固件、連接件、標識等應裝配牢固無松動，外露螺絲規(guī)格統(tǒng)一。4.3.2設(shè)備Z軸及其他傳動部件，應裝配牢固無松動，且運動時無異響。4.3.3設(shè)備線束應布置緊湊、排列整齊和固定，不應與其他零部件發(fā)生摩擦或碰撞。4.3.4設(shè)備裝配后在運輸時，應能承受相應的振動；緊固件、連接件、傳動部件等在運輸結(jié)束后，牢固無松動。4.4電源適應性設(shè)備在（220±22）V/50Hz或（380±38）V/50Hz電源條件下，應能正常工作。4.5環(huán)境適應性4.5.1工作溫度上下限設(shè)備在18℃~32℃范圍內(nèi)應正常工作。4.5.2工作相對濕度上下限設(shè)備在30%～70%濕度范圍內(nèi)應正常工作。4.5.3低溫貯存設(shè)備應能承受-20℃±2℃、24h低溫貯存試驗，試驗結(jié)束后在工作溫度下恢復2h應正常工作。4.5.4高溫貯存設(shè)備應能承受60℃±2℃、24h高溫貯存試驗，試驗結(jié)束后在工作溫度下恢復2h應正常工作。3JB/T14716—20234.5.5恒定濕熱貯存設(shè)備應能承受40℃±2℃、93%±3%RH、24h的恒定濕熱貯存試驗，試驗結(jié)束后在工作溫度下恢復2h應正常工作。5性能要求5.1最大成形尺寸應符合技術(shù)文件的規(guī)定。5.2打印速度打印速度應標明打印時所使用的分層厚度，其他要求應符合技術(shù)文件的規(guī)定。5.3尺寸精度按照工件的加工精度要求，可將設(shè)備在X、Y、Z方向的尺寸精度分為6個等級，分別用1級、2級、3級、4級、5級、6級表示，大于6級的其他情況不予分級。設(shè)備的精度等級應根據(jù)測試件計算出的尺寸誤差值來計算，見表1。表1測試件精度等級5.4對比度對于采用數(shù)字光處理技術(shù)的設(shè)備，其對比度應大于700∶1；對于采用圖像掩碼技術(shù)的設(shè)備，其對比度應大于300∶1。5.5光均勻度對于采用數(shù)字光處理技術(shù)和圖像掩碼技術(shù)的設(shè)備，光均勻度應大于70%。6試驗方法6.1試驗條件本文件中除特殊要求外，其他試驗均應在下述標準條件下進行：a）溫度：25℃±2℃;b）相對濕度：30%～70%。6.2安全防護6.2.1光學防護目測檢查設(shè)備在運行過程中是否有漏光。46.2.2電氣防護按照GB/T5226.1的規(guī)定進行檢查。6.2.3傳動部件防護目測檢查運動部件上外露的定位件或凸出部分是否有平滑或施加防護措施。6.3外觀目測檢查設(shè)備外觀是否整潔，機械件有無裂痕、明顯變形，標識的文字、符號是否清晰、規(guī)范。6.4裝配距離設(shè)備0.5m處目測觀察設(shè)備緊固件、連接件、標識、傳動部件等是否牢固無松動。6.5電源適應性依據(jù)設(shè)備銘牌信息，選擇220V/50Hz或380V/50Hz電源試機運行，觀察設(shè)備應正常工作。6.6環(huán)境適應性6.6.1工作溫度下限試驗按GB/T2423.1“試驗Ad”規(guī)定方法進行，受試樣品裸機先進行初始檢測，在受試樣品不工作的條件下，將箱內(nèi)溫度逐漸降到工作溫度下限值，待溫度穩(wěn)定后，開機運行2h，應正常工作。試驗完后，待箱溫度回到室溫，取出樣品，在正常大氣壓下恢復2h，并進行檢測。6.6.2工作溫度上限試驗按GB/T2423.2“試驗Bd”進行，受試樣品裸機先進行初試檢測，在受試樣品不工作的條件下，將箱溫度逐漸升到工作溫度上限值，待溫度穩(wěn)定后，開機運行2h，應正常工作。試驗完后，待箱溫度回到室溫，取出樣品，在正常大氣壓下恢復2h，并進行檢測。6.6.3低溫貯存試驗按GB/T2423.1“試驗Ab”進行，將樣品帶最小外包裝放入低溫箱，使箱溫度降到規(guī)定的貯存溫度下限，在受試樣品不工作的條件下存放24h，取出樣品回到室溫，再恢復2h，進行最后檢驗。為防止試驗中受試樣品結(jié)霜和凝露，允許將受試樣品用聚乙烯薄膜密封后進行試驗，必要時還可以在密封套內(nèi)裝吸潮劑。6.6.4高溫貯存試驗按GB/T2423.2“試驗Bb”進行，將樣品帶最小外包裝放入高溫箱，使箱溫度升到規(guī)定的貯存溫度上限，在受試樣品不工作的條件下存放24h，取出樣品回到室溫，恢復2h，并進行檢測。6.6.5恒定濕熱貯存試驗按GB/T2423.3“試驗Ca”規(guī)定的方法進行，受試樣品裸機應進行初始檢測，試驗嚴酷程度取規(guī)定的貯存溫度、濕熱上限值，待溫度和濕度到達規(guī)定值后，將受試樣品在不工作的條件存放24h。取出樣品回到正常工作環(huán)境，恢復2h，并進行檢測。6.6.6振動試驗按GB/T2423.10規(guī)定的方法進行檢測。5JB/T14716—20236.7性能6.7.1最大成形尺寸打印設(shè)備規(guī)格中最大打印尺寸的物體，測量打印后的物體長寬高，結(jié)果不應小于技術(shù)文件中的明示尺寸。6.7.2打印速度打印1個長20mm、寬20mm、高Hmm的長方體。設(shè)備打印高度≥100mm時，應選取H=100mm；設(shè)備打印高度＜100mm時，應選取H=設(shè)備最大打印高度。由于分層厚度的不同，導致打印速度差異較大，為保證對比的有效性，應同時記錄測試選用的分層厚度。測量總打印時間T，打印速度v的計算見公式（1）：v=H/T 式中：v——打印速度，單位：mm/h；H——打印長方體高度，單位：mm；T——打印時間，單位：h。6.7.3XY方向尺寸精度按圖1所示的方式排版9個長方體（長10mm、寬10mm、高5mm）并打印。打印后，測量每一個長方體的長寬值Xn；依據(jù)公式（2）計算尺寸誤差值Exy，統(tǒng)計18次計算結(jié)果，其最大絕對值即為XY方向尺寸精度Exy：Exy＝Xn－10.............................................................................（2）式中：Exy——尺寸誤差值，單位：mm；Xn——長方體的長寬測量值，單位：mm。標引字母說明：m：設(shè)備最大成形尺寸的長度；n：設(shè)備最大成形尺寸的寬度。圖1XY方向尺寸精度測量模型樣件示意66.7.4Z方向尺寸精度居中擺放，打印圖2所示的臺階狀圖形，臺階1作為犧牲層，不計算精度；依次測量臺階2至臺階5的高度Zn，并使用公式（3）計算誤差值Ez：Ez＝|Zn－5|max 式中：Ez——尺寸誤差值，單位：mm；Zn——臺階高度測量值，單位：mm。標引字母說明：Z：Z軸方向；t：測量臺階2至臺階5的高度Zn的測量區(qū)域。圖2Z方向尺寸精度測量模型樣件示意6.7.5對比度將設(shè)備光源功率設(shè)定至50%，分別投射255灰度及0灰度圖片，使用光功率計在投影幅面居中位置進行測量，記錄255灰度圖片的光功率C1和0灰度圖片的光功率C2，根據(jù)公式（4）計算對比度：C=C1/C2 （4）式中：C——對比度；C1——255灰度下的光功率，單位：mW/cm2或W/m2；C2——0灰度下的光功率，單位：mW/cm2或W/m2。6.7.6光均勻度將設(shè)備光源功率設(shè)定至50%，投射255灰度的純色圖片，按圖3所示圓點位置使用光功率計進行測量，記錄測量結(jié)果，根據(jù)公式（5）計算光均勻度：U=[1-(Umax-Umin)/Umean]×100% 7JB/T14716—2023式中：U——光均勻度；Umax——9次255灰度下光功率的最大取值，單位：mW/cm2或W/m2；Umin——9次255灰度下光功率的最小取值，單位：mW/cm2或W/m2；Umean——9次255灰度下光功率的平均值，單位：mW/cm2或W/m2。標引字母說明：m：設(shè)備最大成形尺寸的長度；n：設(shè)備最大成形尺寸的寬度。圖3光均勻度測量位置示意7檢驗規(guī)則7.1出廠檢驗每臺設(shè)備應由制造廠按本文件進行檢驗，經(jīng)檢驗合格并簽發(fā)質(zhì)量檢驗合格證后方可出廠。出廠檢驗項目見表2。7.2型式檢驗型式檢驗項目見表2，型式檢驗樣品應從出廠檢驗合格的設(shè)備中隨機抽取1%。有下列情況之一時應進行型式檢驗：a）新設(shè)備或老設(shè)備轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的試制定型鑒定；b）正式生產(chǎn)后，如結(jié)構(gòu)，工藝或材料上有較大改變可能影響產(chǎn)品性能時；c）停產(chǎn)半年以上又恢復生產(chǎn)時；d）出廠檢驗結(jié)果與上次型式檢驗有較大的差異時；e）國家質(zhì)量監(jiān)督部門提出進行型式試驗要求時；8f）產(chǎn)品出現(xiàn)重大質(zhì)量責任事故時；g）正常生產(chǎn)時，定期或累計一定產(chǎn)量后的周期性檢驗。表2檢驗項目1√√2√√3 √4√√5√√6XY方向尺寸精度√√7Z方向尺寸精度√√8 √9 √—√ √—√ √ √—√ √7.3判定規(guī)則7.3.1出廠檢驗中，在其全部檢驗項目均符合相應的要求時，則判為設(shè)備出廠檢驗合格；只要有一項不符合相應的要求，則判為設(shè)備出廠檢驗不合格，并應在分析原因、排除故障后，對該項重新檢驗直到合格為止。7.3.2型式檢驗在其全部檢驗項目均符合相應的要求時，判為設(shè)備型式檢驗合格；型式檢驗項目有一項或一項以上不符合相應的要求時，可自同一組批中再次隨機加倍抽樣