《激光加工机床 表面功能织构检测方法》-编制说明

PAGE5PAGE4一、工作简况1、任务来源《激光加工机床表面功能织构检测方法》团体标准是根据中国机械工业标准化技术协会中机标字[2021]13号文（2021年5月24日）下达的关于印发2021年第三批团体标准制修订计划的通知而开展，项目编号为CAMS2021032，项目名称为《激光加工机床表面功能织构检测方法》，由西安交通大学牵头，协同无锡超通智能制造技术研究院有限公司、东莞市盛雄激光先进装备股份有限公司、中国电子科技集团第三十八研究所、中国航天科技集团公司第九研究院771所、中国航发北京航空材料研究院共同制定，计划完成时间2022年6月。2、主要工作过程起草（草案、调研）阶段：2021年5月，西安交通大学在上报团体标准项目建议书后，组成了以西安交通大学、无锡超通智能制造技术研究院有限公司、东莞市盛雄激光先进装备股份有限公司、中国电子科技集团第三十八研究所、中国航天科技集团公司第九研究院771所、中国航发北京航空材料研究院为成员标准起草工作小组。由西安交通大学担任主要起草人工作，确定标准整体框架，提出进度安排。在反复讨论的基础上，于2021年6月提出了《激光加工机床表面功能织构检测方法》（标准草案）。经多次征求各方意见和进一步修改后，2021年7月形成标准征求意见稿，并组织专家对标准中的主要内容进行多次研讨和认真修改，经组长审核后报至机床专业委员会秘书处。征求意见阶段：无。3、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作本部分起草单位为：西安交通大学、无锡超通智能制造技术研究院有限公司、东莞市盛雄激光先进装备股份有限公司、中国电子科技集团第三十八研究所、中国航天科技集团公司第九研究院771所、中国航发北京航空材料研究院。主要成员：梅雪松，赵万芹，王文君，崔健磊，凡正杰，段文强，刘斌，运侠伦，陶雄兵，姜海涛，袁海，薛明。本部分主要起草人为：（西安交通大学）梅雪松，主要负责标准文本的制定、全面协调标准起草、审核等工作；（西安交通大学）赵万芹，王文君，崔健磊，凡正杰，段文强，刘斌，主要负责标准文本的制定及编制说明的编写等工作；（无锡超通智能制造技术研究院有限公司）运侠伦，主要负责标准文本的制定、审核等工作；（东莞市盛雄激光先进装备股份有限公司）陶雄兵，主要负责标准文本的制定、审核等工作；（中国电子科技集团第三十八研究所）姜海涛，主要负责标准文本、编制说明的审核等工作；（中国航天科技集团公司第九研究院771所）袁海，主要负责标准文本、编制说明的审核等工作；（中国航发北京航空材料研究院）薛明，主要负责标准文本、编制说明的审核等工作。二、标准编制原则和解决的主要问题1、标准编制原则本标准在制定过程中认真贯彻执行中国机械工业标准化技术协会有关团体标准制修订管理办法，并本着科学性、合理性和可操作性及如下原则进行制定工作：——标准内容必须体现先进性、前瞻性、合理性、可操作性；——符合现行相关法律、法规、规章，与其保持一致；——积极采用国际标准和国外先进标准；——积极采用先进技术和科技成果，并将其转化到标准之中；——在技术内容设置上与相关国家标准或行业标准协调一致；——按照GB/T1.1-2020等标准的规定进行编写。解决的主要问题2020年，我国激光加工设备达600亿RMB，表明激光加工设备为我国高端制造业、战略新兴产品、装备制作业发挥了重要作用。目前，激光加工设备已广泛应用于航空航天、钢铁、铁路、船舶、电子、光伏、半导体、汽车、家电等诸多领域，且在某些领域甚至是生产工艺中的核心技术手段。由于激光加工微结构普遍在微米量级，大尺度结构测试和检测方法等并不适用。国内外目前均没有关于激光加工机床表面功能织构检测方法的检测标准。随着我国激光加工技术的快速发展，及时制定激光加工机床表面功能织构检测方法标准，对激光装备发展等可以起到积极的作用，帮助指导用户选型，适应市场和用户的需要。三、标准的主要内容本标准主要由“范围”、“规范性引用文件”、“术语和定义”、和“符号和缩略语”、“测量仪器及量具”、“样品制备”、“检测方法”、“测试和分析”和“检测报告”九方面对激光加工机床表面功能织构检测方法进行检测。1、范围本标准规定了激光加工材料表面织构定义的基本检测与评价方法的内容，以用于表征利用激光加工材料表面织构的基本特征。本标准适用于一般用途的激光微纳加工制造系统加工制造的样品微观形貌表征，同时也适用于专用的激光微纳加工制造系统加工制造的样品微观形貌表征。2、规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T15313-2008激光术语GB/T1031-2009产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值GB/T10610-2009产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法评定表面结构的规则和方法（ISO4288:1996,IDT）GB/T7220-2004产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法表面粗糙度术语参数测量3、术语和定义本标准规定了激光加工机床表面功能织构检测方法的9项术语和定义。4、符号和缩略语本标准规定了激光加工机床表面功能织构检测方法的符号和缩略语。5、测量仪器及量具本标准规定了激光加工机床表面功能织构检测方法检测各项所需的仪器及量具。6、样品制备本标准规定了激光加工机床表面功能织构检测方法检测中测试结构的制备和选取及测试仪器对制样的要求。7、检测方法本标准规定了激光加工机床表面功能织构检测方法的检测方法。8、测试和分析本标准规定了激光加工机床表面功能织构检测方法检测中测试和分析方法。9、检测报告本标准规定了激光加工机床表面功能织构检测方法检测报告的内容。四、对应的国家标准或行业标准情况本标准无对应的国家标准或行业标准。五、主要试验（或验证）情况分析目前激光加工机床-表面功能织构加工国内有多家高校、研究所及企业涉及，为了验证本部分的可行性，西安交通大学对L1030-170激光表面功能织构原型样机的加工结果进行了检测，其检验结果见表1。表1激光加工机床表面功能织构检测方法检测结果检验依据：《激光加工机床表面功能织构检测方法》序号检验项目要求(μm)实测(μm)评定备注G1单体高度±3μm-2.6～2.5μm合格利用L1030-170激光表面功能织构原型样机加工材料为2024铝合金的金属基底，样品规格为10mm*10mm*1mm，单体高度为H20μm~H30μm的“孔洞凸起阵列结构”、H50μm~H60μm的“棱锥阵列结构”、H55μm~H65μm的“圆锥阵列结构”、H55μm~H75μm的“黏连阵列结构”以及H50μm~H60μm的“锥脊阵列结构”。G2阵列周期±1μm-0.95～0.90μm合格利用L1030-170激光表面功能织构原型样机加工材料为2024铝合金的金属基底，样品规格为10mm*10mm*1mm，阵列周期为P35μm的“孔洞凸起阵列结构”、“棱锥阵列结构”、“圆锥阵列结构”、“黏连阵列结构”以及“锥脊阵列结构”。G3面粗糙度±0.5μm-0.43~+0.45μm合格利用L1030-170激光表面功能织构原型样机加工材料为2024铝合金的金属基底，样品规格为10mm*10mm*1mm，单体高度为Sa4.5μm~Sa7μm的“孔洞凸起阵列结构”、Sa8.5μm~Sa14.5μm的“棱锥阵列结构”、Sa12.5μm~Sa14μm的“圆锥阵列结构”、Sa10.5μm~Sa13μm的“黏连阵列结构”以及Sa10.5μm~Sa12.5μm的“锥脊阵列结构”。G4平面度±0.3μm-0.27~+0.26μm合格利用L1030-170激光表面功能织构原型样机加工材料为2024铝合金的金属基底，样品规格为10mm*10mm*1mm，单体高度为Sq6μm~Sq8.5μm的“孔洞凸起阵列结构”、Sq12μm~Sq17μm的“棱锥阵列结构”、Sq15.5μm~Sq16.5μm的“圆锥阵列结构”、Sq13.5μm~Sq16.5μm的“黏连阵列结构”以及Sq14μm~Sq16μm的“锥脊阵列结构”。六、标准中涉及专利的情况的说明本标准不涉及专利问题。预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况近年来，我国激光加工技术发展迅速，应用日趋广泛，其中，2020年激光加工设备达600亿RMB，表明激光加工设备为我国高端制造业、战略新兴产品、装备制作业发挥着重要作用。激光加工设备已广泛应用于航空航天、钢铁、铁路、船舶、电子、光伏、半导体、汽车、家电等诸多领域，且在某些领域甚至是生产工艺中的核心技术手段，缺而不可，如光伏太阳能电池行业激光刻蚀设备、晶圆紫外激光切割设备等。由于本部分规范了激光加工材料表面织构定义的基本检测与评价方法的内容，以用于表征利用激光加工材料表面织构的基本特征，包括测量仪器及量具、样品制备、检测方法、测试和分析、检测报告等，完善了激光及其他加工设备加工表面功能织构的检测，为行业规范化检测提供依据，促进行业有序发展，具有显著的社会和经济效益。八、采用国际标准和国外先进标准情况本标准起草过程中未查询到相关的国际标准和国外先进标准。九、在标准体系中的位置，与现行法律、法规、规章及相