金属增材制造 粉末床熔融最终零件机械性能与其摆放位置和方向的相关性-编制说明

一、工作简况

1.任务来源

《金属增材制造粉末床熔融最终零件机械性能的定向和位置依

赖性》是2023年第四批推荐性国家标准制修订计划项目，项目编号

为20232125-T-604。由中国机械工业联合会提出，由全国增材制造

标准化技术委员会（SAC/TC562）归口，负责起草单位：安徽省春谷

3D打印智能装备产业技术研究院有限公司，计划应完成时间2025年。

2.主要工作过程

本标准制定工作简况如下：

起草（草案、调研）阶段：计划下达后，全国增材制造标准化技

术委员会（以下简称标委会）在全国范围内征集标准起草工作组成员，

成立起草工作组，确定工作方案，提出进度安排。经过起草工作组广

泛收集资料，专家翻译，完成草稿的编制。工作组对金属粉末床熔融

制件机械性能与其摆放位置和方向的相关性进行了充分的调研，在试

验验证的基础上开展起草工作，形成了工作组讨论稿。2024年5月

14日，标委会组织召开了《金属增材制造粉末床熔融最终零件机械

性能的定向和位置依赖性》标准第一次讨论会，来自安徽省春谷3D

打印智能装备产业技术研究院有限公司、中机生产力促进中心、西安

增材制造国家研究院有限公司、安徽哈特三维科技有限公司、安徽拓

宝增材制造科技有限公司、湖南华曙高科技股份有限公司、太行实验

室、国营芜湖机械厂、上海汉邦联航激光科技有限公司、安徽工程大

学等10家单位的14名专家参加了会议讨论，提出了一系列意见建议，

并对标准名称做编辑性修改，将《金属增材制造粉末床熔融最终零

件机械性能的定向和位置依赖性》调整为《金属增材制造粉末床熔

融最终制件机械性能与其摆放位置和方向的相关性》。2024年7月

24日，标委会组织召开了《金属增材制造粉末床熔融最终零件机械

性能的定向和位置依赖性》标准第二次讨论会，来自安徽省春谷3D

打印智能装备产业技术研究院有限公司、中机生产力促进中心等9家

单位的11位专家和代表参加了会议。会议围绕标准草案进行了深入

讨论，与会专家提出了一系列意见与建议。会后，工作组结合会议意

见，对标准逐条审议与修改，并通过微信、邮件等方式结合专家意见

和建议对标准进一步完善，于2024年8月8日形成标准征求意见稿。

征求意见阶段：2024年8月9日正式发出征求意见稿，通过在

全国标准信息公共服务平台以及电子邮件、通讯软件等方式公开征求

意见，并在全体委员范围内发函（SAC/TC562〔2024〕XX号）征求意

见。截止2024年XX月XX日，收到XX家单位的回函，其中XX家单

位提出了XX条意见和建议。最终全部采纳了XX条、部分采纳XX条、

不采纳XX条意见和建议（意见处理详见《国家标准征求意见汇总处

理表》），于2024年XX月XX日形成标准送审稿。

审查阶段：为提高标准质量，标委会于2024年XX月XX日，在

烟台组织召开了标准审定会。与会的XX位专家对本标准送审稿进行

了认真、细致地审定，形成了XX条修改意见和建议。工作组全部采

纳这些意见和建议，并对标准送审稿进行修改和完善，于2024年XX

月XX日召开了标准送审稿审查会，应出席委员97人，实际出席委员

XX人（委员出席率XX%），满足标准审查会的要求。会议在听取标准

起草工作组对本标准研制背景、编制说明、征求意见及意见处理情况

汇报的基础上，对标准送审稿进行了质询，提出了XX条修改意见和

建议，全部采纳（见《国家标准送审稿审查意见及结论》）。会议一

致同意通过标准审查。

报批阶段：2024年XX月XX日，工作组按照审查意见对标准送

审稿做了进一步的修改、整理和完善，于2024年XX月XX日在全体

委员（共97人）范围内进行网上投票。截止到2024年XX月XX日，

XX人参与投票，占总数的XX%，超过总委员数的3/4；赞成数XX票，

占回函数的XX%，超过回函数的2/3；弃权数XX票，占回函数的XX%；

不赞成数XX票，占回函数的XX%，低于回函数的1/4；符合国家标准

管理办法要求，通过投票。因无专家意见，工作组于2024年10月

XX日形成了标准报批稿、编制说明及其他相关文件，报至全国增材

制造标准化技术委员会。

3.主要参加单位和工作组成员及其所作的工作等

本标准由安徽省春谷3D打印智能装备产业技术研究院有限公

司、共同起草。

主要成员：。

所作的工作：。

4.牵头单位简介

本标准牵头单位安徽省春谷3D打印智能装备产业技术研究院有

限公司由繁昌县政府主导,繁昌县创业投资有限公司出资,于2015年

1月在芜湖市繁昌县成立，负责春谷3D打印智能装备产业园的运营

与管理。产业园位于安徽省繁昌经济开发区内，项目占地145.8亩，

其中一期占地45.8亩，投资1.2亿元，建筑面积3.77万m²,主要建

设安徽省春谷3D打印智能装备产业技术研究院，3D产业孵化中心，

厂房及相关配套设施，已于2017年3月全面建成投入使用。园区现

已聚集中国科学院上海光学精密机械研究所、中国科学技术大学、华

中科技大学、合肥工业大学、南京先进激光技术研究院等高校院所以

及优质3D打印企业的科技团队力量，成立了安徽春谷3D打印智能装

备产业技术研究院，并设立了3D打印产业发展基金，推动政产学研

用深度合作、协同创新，促进产业共性技术研发突破。目前，园区已

入驻3D打印企业70多家，主营产品涉及三维数据建模与软件、3D

打印设备、耗材和应用服务等，基本构建起3D打印完整产业链，成

为华东地区最大3D打印产业集群。安徽春谷3D打印产业园荣膺国家

增材制造产业联盟副理事长单位，是全国唯一入选的3D打印产业园

区。到2020年，园区将实现产值（含服务收入）50－80亿元、力争

100亿元，建成全国一流的3D打印产业集聚基地。

本标准的主要起草单位，已经在增材制造选区激光熔融成形态金

属件领域精耕多年，拥有深厚的产品生产、检验、维修服务等经验。

二、标准编制原则和主要内容

1.标准编制原则

本标准的起草遵循面向市场、服务产业、自主制定、不断完善的

原则。

本标准的编写主要遵循了以下原则：

——在结构和编写规则上按照GB/T1.1—2020《标准化工作导

则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》和GB/T1.2—2020《标

准化工作导则第2部分：以ISO/IEC标准化文件为基础的标准化文

件起草规则》的规定起草；

——使用重新起草法修改采用ISO/ASTM52909:2022。在确定本

标准主要技术性能指标时，综合考虑生产企业的能力和用户的利益，

寻求最大的经济、社会效益，充分体现了本标准在技术上的先进性和

合理性。

2.标准主要内容

本标准描述了金属粉末床熔融制件机械性能与其摆放位置和方

向的相关性的意义和用途，规定了机械性能评估的程序和报告要求。

本标准适用于金属粉末床熔融制件机械性能的静态/准静态以及动态

测试的评估。

本标准由范围、规范性引用文件、术语、定义、符号和缩略语、

意义与用途、程序、报告等7部分组成，其中术语、定义符号和缩略

语、概述、意义与用途、程序是本标准的核心内容。

2.1关于“术语、定义、符号和缩略语”：

金属粉末床熔融制件机械性能受其摆放位置和方向的影响而不

同，术语、定义、符号和缩略语对不同的摆放位置和方向做出了定义。

用符号说明相对于成形方向的裂纹生长方向的试样。首先，使用

两个大写字母说明试样的裂纹或缺口方向，第一个字母代表裂纹面或

缺口断面的法相方向，第二个字母代表裂纹或缺口纵向生长的方向，

包括XY、YX、XZ、ZX、YZ、ZY方向。然后，用字母B、S、E、M说明

裂纹或缺口相对于成形方向（Z轴）的位置，B表示试样的裂纹或缺

口贯穿成形的起始层和结束层，S表示试样的裂纹或缺口产生于起始

层并延伸至起始层与结束层之间，E表示试样的裂纹或缺口产生于起

始层于结束层之间并延伸至结束层，M表示试样的裂纹或缺口在起始

层与结束层之间延伸。

2.2关于“意义与用途”：

虽然可以使用现有测试标准中为常规材料制定的测试方法对增

材制造零件的机械性能进行评估，但常规材料测试使用的坐标系和术

语（例如ASTME399、ASTME647、GB/T6398和GB/T21143)不足

以适用于金属增材制造生产的所有试样/零件。当无法从可用测试方

法中获得有意义的方向或定向时候，本文件基于GB/T41507的命名

方法和原则，并将其扩展到金属增材制造，为金属增材制造机械性能

评估提供方向命名指南。

2.3关于“程序”：

金属粉末床熔融最终零件机械性能的测试项目包括拉伸、压缩、

力控制疲劳、应变控制疲劳、线弹性断裂韧性、KR曲线测定、非线

性断裂韧性、疲劳裂纹扩展，程序中列出了每种测试方法的相关标准。

有相应国家标准的，应根据该测试方法进行测试，有相应国际标准的，

宜参照该测试方法进行测试。

三、主要试验（或验证）情况

本标准不涉及试验验证。

四、标准中涉及专利的情况

本标准不涉及专利问题。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况

金属增材制造特别是粉末床熔融技术的应用广泛，该技术几乎能

够直接制造任意形状的金属零件，省去了中间过渡环节，提高了制造

效率，并且成形零件的致密度非常高，几乎能够达到100%。这些零

件还具有高尺寸精度和良好表面粗糙度，适合制造各种复杂形状的零

件，特别是内部结构复杂、传统方法无法制造的复杂零部件。同时，

这项技术也适合无模具、快速响应地制造单件和小批量复杂结构件。

当前，金属增材制造的应用范围已扩展到航空航天、医疗、汽车、模

具等多个领域。

本标准的实施，将进一步推动科研成果的创新及产业化，促进高

性能金属粉末床熔融设备的生产和企业产品的更新换代。该标准将提

升金属增材制造技术及金属粉末工艺水平，促使更多的传统制造企业

应用金属增材制造技术开展产品研发与核心零部件制造，从而降低我

国制造产业成本，提高产品研发效率，促进工业化和信息化的深度融

合，推动我国制造业向着知识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力

大、综合效益好的现代先进制造方向发展。通过标准的实施，我国在

金属增材制造领域将具备更强的国际竞争力，进一步巩固和提升我国

制造产业在全球市场的地位。这不仅对我国经济发展具有重要意义，

同时也将对全球制造业技术进步和产业变革产生积极影响。

六、与国际、国外对比情况

本标准修改采用国际标准本文件修改采用ISO/ASTM52909:2024

Additivemanufacturingofmetals—Finishedpartproperties

—Orientationandlocationdependenceofmechanical

propertiesformetalpowderbedfusion。

本标准与国际标准的技术差异及其原因如下：

——用规范性引用的GB/T35351替换了ISO/ASTM52900（见第

3章），以沿用我国增材制造领域术语惯用的定义方式，便于使用；

——用GB/T4161代替ASTME399，用修改采用的GB/T6398代

替ISO12108和ASTME647，用修改采用的GB/T21143代替ISO12135，

见5.1和表3；

——用修改采用的GB/T228.1代替ISO6892-1，用修改采用的

GB/T23370代替ISO4506，用修改采用的GB/T3075代替ISO1099

和ASTME466，用修改采用的GB/T26077代替ISO12106和ASTM

E606/E606M，用修改采用的GB/T21143代替ISO12135，用修改采

用的GB/T6398代替ISO12108和ASTME647，见表3；

——用规范性引用的GB/T228.2替换了ASTME8/E8M，用规范

性引用的GB/T7314替换了ASTME9，见表3，以适应我国增材制造

测试方法；

——增加了规范性附录B增材测试报告格式与数据要求（见

7.2），以代替ASTMF2971中报告记录要求。

本标准为国际先进水平。

七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是

强制性标准的协调性

本标准与现行的相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

无重大分歧。

九、标准性质的建议说明

本标准为推荐性国家标准，建议发布后立即实施。

十、贯彻标准的要求和措施建议

标准颁布后通过互联网、发布会等公告标准发布信息，组织开展

标准的宣贯。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他

标准名称变更：在标准研制过程中，采纳专家讨论会意见，根据

采标的ISO/ASTM52909:2024标准题目中的“Orientationand

locationdependenceofmechanicalproperties”，翻译为“机械

性能与其摆放位置和方向的相关性”，对本标准名称做编辑性修改，

将《金属增材制造粉末床熔融最终零件机械性能的定向和位置依赖

性》调整为《金属增材制造粉末床熔融最终零件机械性能与其摆放

位置和方向的相关性》。

《金属增材制造粉末床熔融最终零件机械性能与其摆

放位置和方向的相关性》标准编制组

2024年8月9日

一、工作简况

1.任务来源

《金属增材制造粉末床熔融最终零件机械性能的定向和位置依

赖性》是2023年第四批推荐性国家标准制修订计划项目，项目编号

为20232125-T-604。由中国机械工业联合会提出，由全国增材制造

标准化技术委员会（SAC/TC562）归口，负责起草单位：安徽省春谷

3D打印智能装备产业技术研究院有限公司，计划应完成时间2025年。

2.主要工作过程

本标准制定工作简况如下：

起草（草案、调研）阶段：计划下达后，全国增材制造标准化技

术委员会（以下简称标委会）在全国范围内征集标准起草工作组成员，

成立起草工作组，确定工作方案，提出进度安排。经过起草工作组广

泛收集资料，专家翻译，完成草稿的编制。工作组对金属粉末床熔融

制件机械性能与其摆放位置和方向的相关性进行了充分的调研，在试

验验证的基础上开展起草工作，形成了工作组讨论稿。2024年5月

14日，标委会组织召开了《金属增材制造粉末床熔融最终零件机械

性能的定向和位置依赖性》标准第一次讨论会，来自安徽省春谷3D

打印智能装备产业技术研究院有限公司、中机生产力促进中心、西安

增材制造国家研究院有限公司、安徽哈特三维科技有限公司、安徽拓

宝增材制造科技有限公司、湖南华曙高科技股份有限公司、太行实验

室、国营芜湖机械厂、上海汉邦联航激光科技有限公司、安徽工程大

学等10家单位的14名专家参加了会议讨论，提出了一系列意见建议，

并对标准名称做编辑性修改，将《金属增材制造粉末床熔融最终零

件机械性能的定向和位置依赖性》调整为《金属增材制造粉末床熔

融最终制件机械性能与其摆放位置和方向的相关性》。2024年7月

24日，标委会组织召开了《金属增材制造粉末床熔融最终零件机械

性能的定向和位置依赖性》标准第二次讨论会，来自安徽省春谷3D

打印智能装备产业技术研究院有限公司、中机生产力促进中心等9家

单位的11位专家和代表参加了会议。会议围绕标准草案进行了深入

讨论，与会专家提出了一系列意见与建议。会后，工作组结合会议意

见，对标准逐条审议与修改，并通过微信、邮件等方式结合专家意见

和建议对标准进一步完善，于2024年8月8日形成标准征求意见稿。

征求意见阶段：2024年8月9日正式发出征求意见稿，通过在

全国标准信息公共服务平台以及电子邮件、通讯软件等方式公开征求

意见，并在全体委员范围内发函（SAC/TC562〔2024〕XX号）征求意

见。截止2024年XX月XX日，收到XX家单位的回函，其中XX家单

位提出了XX条意见和建议。最终全部采纳了XX条、部分采纳XX条、

不采纳XX条意见和建议（意见处理详见《国家标准征求意见汇总处

理表》），于2024年XX月XX日形成标准送审稿