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文檔簡(jiǎn)介

T/CASMEXXX—2023

建筑裝飾用鋁單板3D打印工藝規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了建筑裝飾用鋁單板3D打印工藝的類別、一般要求、工藝流程、質(zhì)量檢驗(yàn)、合格證明文

件、技術(shù)資料交付。

本文件適用于建筑裝飾用鋁單板的3D打印。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)應(yīng)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。

GB8624—2012建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)

GB8702電磁環(huán)境控制限值

GB9448焊接與切割安全

GB/T10858鋁及鋁合金焊絲

GB15577粉塵防爆安全規(guī)程

GB/T15605粉塵爆炸泄壓指南

GB/T15620鎳及鎳合金焊絲

GB/T23443建筑裝飾用鋁單板

GB25493以激光為加工能量的快速成形機(jī)床安全防護(hù)技術(shù)要求

GB/T29713不銹鋼焊絲和焊帶

GB/T35022增材制造主要特性和測(cè)試方法零件和粉末原材料

GB/T35351增材制造術(shù)語(yǔ)

GB/T37698增材制造設(shè)計(jì)要求、指南和建議

GB/T39253—2020增材制造金屬材料定向能量沉積工藝規(guī)范

GB39800.1個(gè)體防護(hù)裝備配備規(guī)范第1部分:總則

GB50019工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范

AQ4273粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所用除塵系統(tǒng)安全技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T35351及GB/T23443界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

4類別

建筑裝飾用鋁單板3D打印采用金屬材料定向能量沉積工藝,根據(jù)不同的能量源,建筑裝飾用鋁單板

3D打印工藝可分為激光定向能量沉積工藝、電子束定向能量沉積工藝、電弧定向能量沉積工藝、等離子

束定向能量沉積工藝;根據(jù)原材料形態(tài)的不同可分為送粉定向能量沉積工藝和送絲定向能量沉積工藝。

兩種分類方式的具體組合詳見(jiàn)表1。

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表1建筑裝飾用鋁單板3D打印工藝類別

能量源

原材料

激光電子束電弧等離子束

金屬粉末√√—√

金屬絲材√√√√

注:“√”表示可以采用表格左邊的原材料狀態(tài)進(jìn)行沉積

5一般要求

人員

5.1.1應(yīng)具備材料科學(xué)、機(jī)械工程、焊接、制造工藝等相關(guān)專業(yè)的知識(shí)。

5.1.2針對(duì)在打印過(guò)程中可能出現(xiàn)一些技術(shù)問(wèn)題,如材料不粘附、氣孔等,操作人員應(yīng)具備解決問(wèn)題

的能力,能及時(shí)調(diào)整參數(shù)、處理異常情況。

5.1.3相關(guān)操作人員應(yīng)了解設(shè)備使用過(guò)程中所面臨的任何危害和必要的防護(hù)措施。

5.1.4應(yīng)確認(rèn)設(shè)備上標(biāo)記詳盡的警告,這些警告應(yīng)包括激光危險(xiǎn)符號(hào)和相應(yīng)的文字說(shuō)明。

5.1.5操作者應(yīng)接受培訓(xùn),考核合格后才可操作設(shè)備,培訓(xùn)應(yīng)由設(shè)備廠商或已接受培訓(xùn)并合格的人員

來(lái)實(shí)施。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括但不限于:

——工作程序和安全規(guī)程;

——所顯示的警告標(biāo)志的含義;

——設(shè)備以及與之相關(guān)的設(shè)備(包括個(gè)人防護(hù)設(shè)備)的正確使用和注意事項(xiàng);

——激光和粉末可能存在的危害;

——一旦發(fā)生實(shí)際的或可疑的事故或其他安全相關(guān)事件時(shí)采取的措施。

5.1.6操作設(shè)備前應(yīng)參考制造商的操作指南,遵照警告標(biāo)記上的說(shuō)明或者制造商提供的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操

作。

設(shè)備

5.2.1概述

5.2.1.1設(shè)備主要由能量源、沉積頭、原材料輸送系統(tǒng)、氣氛控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、

循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)、過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。可根據(jù)能量源的不同進(jìn)行分類,包括以激光為能量源的定向

能量沉積設(shè)備,以電子束為能量源的定向能量沉積設(shè)備和以電弧、等離子束為能量源的定向能量沉積設(shè)

備。

5.2.1.2設(shè)備組成系統(tǒng)及關(guān)鍵參數(shù)參見(jiàn)GB/T39253—2020中附錄A。

5.2.2要求

5.2.2.1設(shè)備的檢驗(yàn)、驗(yàn)收應(yīng)符合設(shè)備廠商或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.2.2.2設(shè)備交付前應(yīng)有合格證明文件,且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)符合工藝相關(guān)要求。

5.2.2.3設(shè)備使用說(shuō)明文件應(yīng)包含定期檢查的項(xiàng)目、周期和標(biāo)準(zhǔn)。

5.2.2.4其他儀器儀表應(yīng)按國(guó)家或企業(yè)的有關(guān)規(guī)定定期計(jì)量檢定校準(zhǔn)。

原材料

5.3.1金屬粉末

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5.3.1.1性能

金屬粉末的主要性能指標(biāo)包括:化學(xué)成分、粒度及粒度分布、流動(dòng)性、氧含量、球形率、松裝密度、

空心粉率等。金屬粉末的牌號(hào)和化學(xué)成分應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。金屬粉末檢驗(yàn)指標(biāo)應(yīng)根據(jù)工藝要求確

定,其他特殊要求需供需雙方協(xié)商確定。除供需雙方協(xié)商確定外,檢驗(yàn)方法應(yīng)按GB/T35022的規(guī)定進(jìn)行。

5.3.1.2重復(fù)使用

使用過(guò)的粉末過(guò)篩后經(jīng)檢測(cè)不符合5.3.2.1的要求時(shí),由供雙方協(xié)商確定其使用或采用環(huán)保方式處

理。

5.3.2金屬絲材

金屬絲材的主要性能指標(biāo)包括:絲材直徑、圓度、化學(xué)成分、表面質(zhì)量、力學(xué)性能、氧含量等金屬

絲材的牌號(hào)和化學(xué)成分應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,或在制造前由供需雙方協(xié)商確定。金屬絲材檢驗(yàn)指標(biāo)應(yīng)根

據(jù)工藝要求確定,其他特殊要求需供需雙方協(xié)商確定。檢驗(yàn)方法可參照GB/T29713、GB/T10858、GB/T

15620等規(guī)定進(jìn)行。

5.3.3污染防護(hù)

應(yīng)采取必要措施防止粉末或金屬絲材在使用、貯存、運(yùn)輸、篩分(粉末)、清理等過(guò)程中被污染。

5.3.4交付及貯存

5.3.4.1材料供應(yīng)商應(yīng)提供相關(guān)粉末或金屬絲材的安全技術(shù)說(shuō)明書(shū)和質(zhì)量證明文件,質(zhì)量證明書(shū)應(yīng)包

括牌號(hào)、批號(hào)以及相關(guān)檢測(cè)指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果。

5.3.4.2粉末應(yīng)有效密封在密閉、靜電防護(hù)(當(dāng)粉末粒徑≤100μm時(shí))且阻燃的容器內(nèi)并存放在干燥

陰涼、無(wú)腐蝕的環(huán)境下,對(duì)于易燃易爆的金屬粉末,也可采用具有還原特性的液體,如水或煤油等進(jìn)行

封存;金屬絲材應(yīng)存放在干燥、陰涼、無(wú)腐蝕的環(huán)境下。

環(huán)境

5.4.1溫度和濕度

工作環(huán)境溫度宜為5℃~35℃,濕度宜為60%~75%。

5.4.2通風(fēng)和照明

安裝設(shè)備的場(chǎng)地應(yīng)具備良好的通風(fēng)和照明條件,按GB50019的規(guī)定進(jìn)行。

5.4.3磁場(chǎng)

磁場(chǎng)要求主要適用于以電子束為能量源的定向能量沉積設(shè)備,其所處環(huán)境的磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)不影響電

子束聚焦和掃描偏轉(zhuǎn)控制。

安全

5.5.1以激光為能量源的定向能量沉積設(shè)備安全防護(hù)應(yīng)符合GB25493的規(guī)定,并應(yīng)安裝氧濃度檢測(cè)

儀。氫濃度檢測(cè)儀應(yīng)安裝在接近有潛在惰性氣體泄漏的位置,例如閥門(mén)以及管道連接處,并應(yīng)定期進(jìn)行

計(jì)量檢定、校準(zhǔn)或替換,并有校準(zhǔn)或替換記錄。

5.5.2以激光為能量源的定向能量沉積設(shè)備成形室的防爆泄壓裝置應(yīng)符合GB/T15605的規(guī)定。

5.5.3以電子束為能量源的定向能量沉積設(shè)備其周圍電磁輻射應(yīng)符合GB8702的規(guī)定。

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5.5.4以電子束為能量源的定向能量沉積設(shè)備應(yīng)保持良好接地。

5.5.5以電弧、等離子束為能量源的定向能量沉積設(shè)備安全防護(hù)應(yīng)符合GB9448的規(guī)定。

5.5.6粉末在運(yùn)輸、貯存、清理、篩分等過(guò)程中的操作及相關(guān)設(shè)備防爆安全應(yīng)符合GB15577的規(guī)定。

5.5.7定向能量沉積設(shè)備所采用的除塵系統(tǒng)安全應(yīng)按照AQ4273的規(guī)定執(zhí)行。

人員防護(hù)

5.6.1粉末在使用、貯存、清理、篩分時(shí),操作人員應(yīng)按GB39800.1的規(guī)定使用個(gè)體防護(hù)用品。

5.6.2宜在使用保護(hù)氣體的操作場(chǎng)所為操作人員配備呼吸保護(hù)裝置。

5.6.3使用以電子束為能量源的3D打印定向能量沉積設(shè)備時(shí),應(yīng)佩戴相應(yīng)的X射線劑量計(jì)。在事故或

應(yīng)急情況下,根據(jù)情況應(yīng)對(duì)有關(guān)人員進(jìn)行個(gè)人檢測(cè)。

5.6.4加工結(jié)束后,應(yīng)使用水和肥皂徹底清洗手部。

5.6.5任何污染衣物與其他衣物應(yīng)分開(kāi)清洗。

6工藝流程

模型設(shè)計(jì)

6.1.1應(yīng)按以下步驟進(jìn)行:

a)選取合適的圖案進(jìn)行灰度處理,得灰度圖;

b)在設(shè)備極限打印尺寸內(nèi),在建模軟件中建立零件模型,得板材三維模型半成品;

c)在板材三維模型半成品一面上導(dǎo)入灰度圖并建立浮雕,得圖案單板三維模型。

6.1.2模型設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)包含加工余量,同時(shí)宜包含隨爐樣品、直接取樣的取樣位置、沉積路徑等。

6.1.3沉積路徑應(yīng)根據(jù)零件的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、性能要求、成形時(shí)間等因素確定。

6.1.4零件的模型設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T37698的有關(guān)規(guī)定。

模型切片

6.2.1零件模型文件應(yīng)能夠轉(zhuǎn)換為定向能量沉積系統(tǒng)可讀取的格式,如STL、NC或AMF格式等。

6.2.2應(yīng)根據(jù)定向能量沉積工藝選取相應(yīng)的切片厚度,切片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為定向能量沉積系統(tǒng)所能識(shí)別的

運(yùn)動(dòng)和過(guò)程控制數(shù)據(jù),通常包括輪廓和填充數(shù)據(jù)。

6.2.3切片前調(diào)整擺放角度并添加支撐。

6.2.4將圖案單板三維模型導(dǎo)入切片軟件中切層處理,得切片后的圖案單板三維模型。

成形準(zhǔn)備

6.3.1原材料準(zhǔn)備

6.3.1.1金屬粉末的準(zhǔn)備

用于成形制造的粉末材料應(yīng)符合5.3.2的要求。在每次粉末更換時(shí),需核對(duì)粉末質(zhì)量證明文件,對(duì)

粉末牌號(hào)、批號(hào)、粉末使用和保存狀態(tài)及相關(guān)檢測(cè)指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄。為保證粉末流動(dòng)性,可對(duì)

粉末進(jìn)行烘干等操作,確認(rèn)符合制造工藝要求。

6.3.1.2金屬絲材的準(zhǔn)備

6.3.1.2.1用于成形制造的金屬絲材材料應(yīng)符合5.3.3的要求。

6.3.1.2.2在每次更換金屬絲材時(shí),應(yīng)核對(duì)金屬絲材質(zhì)量說(shuō)明書(shū),對(duì)金屬絲材牌號(hào)、批號(hào)及相關(guān)檢測(cè)

指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄。目視檢查金屬絲材表面,表面應(yīng)無(wú)雜質(zhì)且光滑,無(wú)毛刺、劃痕、凹坑等缺陷。

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同時(shí)測(cè)量金屬絲材直徑,滿足制造工藝要求。

6.3.1.2.3為保證成形質(zhì)量,必要時(shí)可根據(jù)制造工藝要求,對(duì)金屬絲材進(jìn)行烘干操作。

6.3.2設(shè)備準(zhǔn)備

6.3.2.1設(shè)備狀態(tài)確認(rèn)

6.3.2.1.1對(duì)設(shè)備熱源、原材料輸送、運(yùn)動(dòng)控制、冷卻等各系統(tǒng)狀態(tài)和水、電、氣進(jìn)行確認(rèn),保證設(shè)

備狀態(tài)符合成形需求。

6.3.2.1.2原材料添加前應(yīng)將成形設(shè)備及烘干設(shè)備內(nèi)的粉末或金屬絲材清理干凈。

6.3.2.2基板準(zhǔn)備、工裝準(zhǔn)備

6.3.2.2.1基板應(yīng)符合GB/T23443的規(guī)定。如基板部分或整體將作為最終零件的一部分,基板原則上

應(yīng)采用與原材料同牌號(hào)材料。

6.3.2.2.2基板應(yīng)平穩(wěn)放至設(shè)備成形平臺(tái)合適位置,并安裝固定。

6.3.2.2.3基板厚度、表面平整度應(yīng)滿足制造工藝要求,使用前按照成形需求選擇合適規(guī)格的基板。

基板、工裝使用前應(yīng)清除表面雜質(zhì)、油污,保持表面干燥。調(diào)整基板表面與沉積頭噴嘴之間的距離至可

成形范圍。成形工裝的選用應(yīng)滿足安全易用、且與沉積頭互不干涉的原則。

6.3.2.2.4基板和工裝的選擇應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛度,保證熱應(yīng)力引起的基板、工裝變形在允許范圍內(nèi)。

6.3.2.3程序檢查

設(shè)置設(shè)備工作原點(diǎn),運(yùn)行加工程序應(yīng)進(jìn)行空程檢查,確保第一層或前數(shù)層運(yùn)行軌跡落在基板幅面范

圍。

6.3.2.4氣氛控制

應(yīng)開(kāi)啟設(shè)備氣氛保護(hù)或隔離程序,控制成形室氣氛滿足成形要求。

6.3.2.5預(yù)熱

運(yùn)行時(shí)應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱處理。

參數(shù)設(shè)定

根據(jù)材料和零件結(jié)構(gòu)性能要求設(shè)置相應(yīng)參數(shù),可參考設(shè)備制造商提供的工藝參數(shù)包,不同能量源的

定向能量沉積系統(tǒng)主要成形工藝相關(guān)參數(shù)如下:

——以激光為能量源:激光功率、掃描速率、送粉/送絲速率、束斑尺寸、搭接率、沉積道寬

度、沉積層高度等;

——以電子束為能量源:加速電壓、掃描速率、搭接率、沉積道寬度、沉積層高度、成形室真空

度、預(yù)熱溫度等;

——以電弧為能量源:電流、電壓、送絲速率、掃描速率、沉積道寬度、沉積層高度、搭接率

等;

——以等離子束為能量源:電流、電壓、送絲/送粉速率、掃描速率、沉積道寬度、沉積層高

度、搭接率、噴嘴高度、噴嘴規(guī)格、等離子氣流量等。

成形過(guò)程

6.5.1成形過(guò)程由計(jì)算機(jī)輔助完成。

6.5.2應(yīng)對(duì)主要工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和記錄,成形過(guò)程中允許通過(guò)手動(dòng)控制或反饋控制對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行

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適當(dāng)調(diào)整,具體的工藝參數(shù)監(jiān)控和記錄由供需雙方協(xié)商確定。

6.5.3成形過(guò)程中如出現(xiàn)中斷,應(yīng)對(duì)中斷狀態(tài)進(jìn)行記錄和評(píng)估,并根據(jù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行處置。對(duì)于有特

殊要求的零件,可在成形過(guò)程中設(shè)定中斷點(diǎn),進(jìn)行去應(yīng)力退火。

6.5.4工藝參數(shù)對(duì)零件成形過(guò)程和質(zhì)量的影響參見(jiàn)GB/T39253—2020中附錄B。

清理

6.6.1成形完成后宜將零件在保護(hù)氣氛或真空環(huán)境下冷卻到環(huán)境溫度或者特定溫度下再進(jìn)行清理。

6.6.2粉末清理可采用防靜電毛刷、防爆吸塵器、高壓氣等進(jìn)行清理。粉末清理過(guò)程中不應(yīng)損壞零件。

6.6.3清理粉末操作過(guò)程中的安全及人身防護(hù)應(yīng)符合5.5、5.6的要求。

初步檢驗(yàn)

6.7.1成形完成后對(duì)零件進(jìn)行初步檢驗(yàn),包括外觀質(zhì)量、尺寸偏差、膜厚,按GB/T23443的規(guī)定進(jìn)行

檢驗(yàn)。

6.7.2在不影響客戶預(yù)期使用要求情況下,可以通過(guò)對(duì)零件采用修補(bǔ)、變形校正、機(jī)械加工等補(bǔ)救方

式來(lái)滿足要求。

6.7.3如補(bǔ)救后仍達(dá)不到客戶預(yù)期使用要求,應(yīng)進(jìn)行報(bào)廢處理。

后處理

6.8.1零件移除

將與基板連接的半成品從設(shè)備中取出,利用線切割工藝將基板分離,得半成品。

6.8.2表面處理

將半成品去除支撐并打磨后進(jìn)行噴砂處理,得到成品。

7質(zhì)量檢驗(yàn)

成品交付前應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量與性能檢驗(yàn),由客戶與制造方協(xié)商確定檢測(cè)項(xiàng)目和技術(shù)指標(biāo)。

成品應(yīng)具有高阻燃性,應(yīng)符合GB8624—2012中平板狀建筑材料及制品A(A2)級(jí)的規(guī)定,除此

之外,成品還應(yīng)符合GB/T23443的規(guī)定。

成品阻燃性按GB8624—2012的規(guī)定進(jìn)行,其他指標(biāo)的檢驗(yàn)方法按GB/T23443的規(guī)定進(jìn)行。

8合格證明文件

材料

所有材料應(yīng)有供應(yīng)方提供的合格質(zhì)量證明。

設(shè)備

設(shè)備交付前應(yīng)有合格證明,且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)應(yīng)符合工藝相關(guān)要求。

成品

制造方應(yīng)在交貨時(shí)提供一份包含完整質(zhì)量報(bào)告的合格證明。

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9技術(shù)資料交付

交付的成品應(yīng)附帶技術(shù)資料,技術(shù)資料應(yīng)包含但不限于以下信息:

——制造方信息;

——成品名稱和材料組成;

——技術(shù)參數(shù);

——質(zhì)量報(bào)告;

——執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn);

——成品數(shù)量;

——生產(chǎn)日期;

——產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸、貯存要求等。

7

ICS25.020

CCSJ39

T/CASME

中國(guó)中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

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建筑裝飾用鋁單板3D打印工藝規(guī)范

Specificationfor3Dprintingprocessofaluminumpanelsforbuildingdecoration

(征求意見(jiàn)稿)

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實(shí)施

中國(guó)中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布

T/CASMEXXX—2023

建筑裝飾用鋁單板3D打印工藝規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了建筑裝飾用鋁單板3D打印工藝的類別、一般要求、工藝流程、質(zhì)量檢驗(yàn)、合格證明文

件、技術(shù)資料交付。

本文件適用于建筑裝飾用鋁單板的3D打印。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)應(yīng)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。

GB8624—2012建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)

GB8702電磁環(huán)境控制限值

GB9448焊接與切割安全

GB/T10858鋁及鋁合金焊絲

GB15577粉塵防爆安全規(guī)程

GB/T15605粉塵爆炸泄壓指南

GB/T15620鎳及鎳合金焊絲

GB/T23443建筑裝飾用鋁單板

GB25493以激光為加工能量的快速成形機(jī)床安全防護(hù)技術(shù)要求

GB/T29713不銹鋼焊絲和焊帶

GB/T35022增材制造主要特性和測(cè)試方法零件和粉末原材料

GB/T35351增材制造術(shù)語(yǔ)

GB/T37698增材制造設(shè)計(jì)要求、指南和建議

GB/T39253—2020增材制造金屬材料定向能量沉積工藝規(guī)范

GB39800.1個(gè)體防護(hù)裝備配備規(guī)范第1部分:總則

GB50019工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范

AQ4273粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所用除塵系統(tǒng)安全技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T35351及GB/T23443界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

4類別

建筑裝飾用鋁單板3D打印采用金屬材料定向能量沉積工藝,根據(jù)不同的能量源,建筑裝飾用鋁單板

3D打印工藝可分為激光定向能量沉積工藝、電子束定向能量沉積工藝、電弧定向能量沉積工藝、等離子

束定向能量沉積工藝;根據(jù)原材料形態(tài)的不同可分為送粉定向能量沉積工藝和送絲定向能量沉積工藝。

兩種分類方式的具體組合詳見(jiàn)表1。

1

T/CASMEXXX—2023

表1建筑裝飾用鋁單板3D打印工藝類別

能量源

原材料

激光電子束電弧

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