增材制造标准术语 坐标系和试验方法

ICS01.040.25J04广东省节能减排标准化促进会发布GDEST/GDESXX—2020增材制造标准术语坐标系和测试方法(StandardTerminologyforAdditiveManufacturing—CoordinateSystemsandTestMethodologies)2020-XX-XX发布2020-XX-XX实施T/GDESXX—2020前言 II引言 III1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14产品分类 15评价要求 16评价方法 3前  言本标准依据GB/T1.1-2020给出的规则起草。本标准的版权等知识产权归广东省节能减排促进会所有，需经允许方可使用。本标准由广东省标准化研究院提出。本标准起草单位：本标准主要起草人：本标准为首次制定。范围本标准规定了与增材制造坐标系和试验方法相关的术语和定义。本标准适用于增材制造技术领域研究、试验、检测和生产应用等。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，仅所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。ASTMF2792增材制造技术的术语GB/T228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T1040（所有部分）塑料拉伸性能的测定ISO841工业自动系统和集成—机器数控—坐标系和运动术语术语和定义成形平台buildplatform机器的底部，提供一个开始成形的工作面，并且整个成形过程起支撑的平台。机器成形平台可以是坚固的或穿孔的、是由多种多样的材料和结构制造而成的。在一些系统中，零件要么直接要么通过一个支架依附于成形平台成形。在其他系统，例如粉末床系统，不是必需的。成形面buildsurface材料叠加的区域，通常为最新沉积层，作为下一层形成的根基。成形面的第一层通常是成形平台。如果材料沉积或固化方向是变化的（或两者均变化），它可以相对于成形面定义（例如，一个吹粉末端部保持正常，同时见Z轴讨论）。正面front指操作员正对着的操作界面或主要观察窗口的一面。机器制造商另有指定除外。设备坐标系machinecoordinatesystem一个三维的直角坐标系，由成形平台的固定点确定，三个初始轴命名X、Y、Z，各自轴的旋转轴分别命名A、B、C。原点origin是一个指定的参考点，在直角坐标系中为三个初始轴相交的点。当使用X、Y和Z坐标时，为（0，0，0）。成形空间原点buildvolumeorigin通常指固定于成形面上的成形平台的中心。这是一个通用原点，用于验证成形空间中零件的位置。设备原点machineorigin由初始装备制造商定义的原点。X轴Xaxis在设备坐标系中，垂直于Z轴并且平行于机器正面。通常X轴是水平的，并且平行于成形平台一边。通常X轴正方向为朝成形空间原点从机器正面看是由左到右的方向。Y轴Yaxis在设备坐标系中，垂直于Z轴和X轴。通常Y轴是水平的，并且平行于成形平台一边。Y轴正方向通过坐标系右手定则确定。通常Z轴正方向向上时，从设备的正面看，Y轴正方向是从机器的前面到后面。当Z轴正方向向下时，从机器的正面看，Y轴正方向是从机器前面到后面。Z轴Zaxis在采取平面逐层增加材料的过程中，为层的法线方向。在平面逐层增加材料的过程，Z轴正方向为第一层到后续层的方向。当材料从多个方向实现叠加（例如带有吹粉系统）时，Z轴能通过处理旋转和框架被识别。任意方向最小边界框arbitrarilyorientedminimumboundingbox可以覆盖三维零件任意表面点的最小长方体，在框的生成方向上没有任何限制。当制造零件包括试样几何结构和附加外部特征时（例如：标签、标牌或浮雕字母），如果说明，边界框可以只按照试验零件几何结构来确定，附加外部特征可不考虑。几何中心geometriccenter位于零件边界框算术中心位置。边界框中心可能位于零件外面。初始成形方向initialbuildorientation是成形空间中零件初始放置方向。可作为任何更多零件再定向的参考。初始成形方向是最容易由3D计算机模型（能被询问与成形空间原点相关的零件位置和方向）确定。事实上，初始成形方向能被指定为3D计算机模型中的零件方向。没有计算机模型的电子传动，在成形空间和它们与成形空间原点关联的方向上零件图像应该被记录。正交方向符号orthogonalorientationnotation用来描述与X、Y和Z轴平行的方向符号。当零件任意方向的最小边界框被安放与成形室原点的X、Y和Z轴平行（如图A.5(c)所示）时，此时的初始成形方向可被用来定义正交方向。它的方向如以下进行描述：首先列出边界框最长尺寸平行的轴，然后列出与边界框的第二长尺寸平行的轴，最后列出与边界框第三长尺寸平行的轴。例如，一个试样被放置成最长的尺寸与Z轴平行，第二长尺寸与X轴平行，最短的尺寸与Y轴平行，此时应该被定义为具有ZXY方向。当几何结构通过以长度降序方式列出小于三个轴向的方向时允许明确指定的方向，正交方向符号能被进一步简写。在正交初始成形方向上由零件几何结构能完全确定一个可能的方向，因此不需要图片去讨论成形方向。这是如图A.10狗骨状试样（GB/T1040）的零件，在XY，XZ和YZ平面的几何中心上它们是两侧对称的，并且没有旋转对称。这也如图A.10中圆形拉伸棒零件，有通过中心轴的360°旋转对称，同时在零件旋转对称轴垂直平分面上两侧对称。通常，当零件具有少于360°的旋转对称轴时，要求提供一张图片去识别初始成形方向。零件位置partlocation成形空间中零件或实物的位置。零件位置在成形空间中应该由X、Y和Z坐标指定，为了确定成形空间原点的每一个零件正交方向最小边界框几何中心的位置。当任意方向最小边界框是不可能发现时，当零件在初始成形方向上，零件的边界框（安放与成形空间原点正交）中心坐标能被用来确定零件位置。零件再定向partreorientation将零件或实物的边界框从零件或实物的初始成形方向围绕几何中心旋转的过程。在成形空间中零件再定向应该围绕零件任意方向最小边界框的几何中心从指定的初始零件成形方向以A、B和C的顺序旋转变动来指定。只有非零角需要被列出。例如，零件的前排从初始成形方向Z再定向成A=0，B=+45，C=0，并且注明为从Z方向偏B+45。意义和使用对计算机数控的坐标系和术语在全波段的增材制造装备上应用进行补充。引导从业者采取适当的现有方法和标准去测试增材制造成形零件。

（规范性附录）

定义中涉及的图像图A.1增材制造机器/系统（向上成形）图A.2增材制造机器/系统（向下成形）图A.3基于成形空间原点的正向旋转右手规则当右手拇指指在X、Y和Z正方向，正向旋转是从手到指尖的方向。图A.4一个任意方向最小边界框例子图A.5不同类型边界框的示例图图A.6初始成形方向压盘被展示在相对成形空间原点预期的成形方向（这个零件同一方向的透视图见图A.5(c)）。边界框所有尺寸都被提供，因此几何中心能得以计算。主要特征线性（螺栓圆）和中心线被展示。在这个例子中初始成形方向是任意方向最小边界框已经与六个正交线形中一个的成形空间原点匹配，特别当指定零件再定向几何结构的多次出现是方便的，但是对于初始成形方向不是必须的。例如，如果周密地标出尺寸，如图A.1.5(a)展示的零件方向也能用做初始成形方向。实际上，零件几何结构越复杂和方向增加的数量越多，越有可能用三维计算机模型去运行，而不是2D报告的方法。图A.7图片的初始成形方向a≠b≠c（尽管它们对于初始成形方向共享同一正交方向符号）。尽管当任意方向最小边界框与成形空间原点匹配，对于许多零件几何结构仍有多方向（特别当有少于360°的旋转对称轴，例如压盘展示的60°旋转螺栓圆）。为了澄清哪个方向是预期的，需要一个视觉描述。图A.8正交方向符号图A.8展示了对于任意方向最小边界框可能的线形，涉及第4部分描述的成形空间原点和它们的符号。由于边界框的对称性，这个符号通常是简写。图A.9两侧对称图形示例当几何结构沿着中心平面裁剪，两侧对称呈现。带有径向或者其它类型对称的零件通常是也两侧对称的，例如圆形拉伸试样。图A.10正交方向符号的对称箭头简写当对称允许时，正交方向符号可以被缩写。例如，一个狗骨状拉伸试样（两侧对称）的方向能被通过列出平行于最长和第二长尺寸的轴来描述。另外，一个圆形拉伸试验棒（旋转对称）能够明白地通过列出对应最长尺寸平行的轴来描述。图A.11零件位置和初始成形方向：有Z方向的五个圆形棒试样GB/T228.1-2010中展示的圆形拉伸试样符合条件用正交方向符号去描述它们的初始成形取向，因此被标注为Z而不是ZXY。另外，由于对称，在成形空间的零件不需要视觉描述。它们的位置如表A.1描述。表A.1零件位置和方向的描述样品名位置（X,Y,Z）mm再定向(A,B,C)°初始方向样品10,0,50无Z样品290,90,50无Z样品3-90,90,50无Z样品4-90,-90,50无Z样品590,-90,50无Z图A.12零件位置和再定向：圆形棒方向从Z到B+45以及从Z到B-45与图A.11一样的试样被再定向展示如图A.12。有时确定初始成形方向，然后列出偏差是最实际的，如表A.2。表A.2零件位置和方向的描述样品名位置（X,Y