增材制造標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)坐標(biāo)系和試驗(yàn)方法

1增材制造標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)坐標(biāo)系和試驗(yàn)方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了與增材制造坐標(biāo)系和試驗(yàn)方法相關(guān)的術(shù)語(yǔ)和定義。本標(biāo)準(zhǔn)適用于增材制造技術(shù)領(lǐng)域研究、試驗(yàn)、檢測(cè)和生產(chǎn)應(yīng)用等。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。ASTMF2792增材制造技術(shù)的術(shù)語(yǔ)GB/T228.1-2010金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法GB/T1040（所有部分）塑料拉伸性能的測(cè)定ISO841工業(yè)自動(dòng)系統(tǒng)和集成—機(jī)器數(shù)控—坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)術(shù)語(yǔ)3術(shù)語(yǔ)和定義3.1成形平臺(tái)buildplatform機(jī)器的底部，提供一個(gè)開(kāi)始成形的工作面，并且整個(gè)成形過(guò)程起支撐的平臺(tái)?！獧C(jī)器成形平臺(tái)可以是堅(jiān)固的或穿孔的、是由多種多樣的材料和結(jié)構(gòu)制造而成的?！谝恍┫到y(tǒng)中，零件要么直接要么通過(guò)一個(gè)支架依附于成形平臺(tái)成形。在其他系統(tǒng)，例如粉末床系統(tǒng)，不是必需的。3.2成形面buildsurface材料疊加的區(qū)域，通常為最新沉積層，作為下一層形成的根基?！尚蚊娴牡谝粚油ǔＪ浅尚纹脚_(tái)。——如果材料沉積或固化方向是變化的（或兩者均變化它可以相對(duì)于成形面定義（例如，一個(gè)吹粉末端部保持正常，同時(shí)見(jiàn)Z軸討論）。3.3正面front指操作員正對(duì)著的操作界面或主要觀察窗口的一面?！獧C(jī)器制造商另有指定除外。3.4設(shè)備坐標(biāo)系machinecoordinatesystem一個(gè)三維的直角坐標(biāo)系，由成形平臺(tái)的固定點(diǎn)確定，三個(gè)初始軸命名X、Y、Z，各自軸的旋轉(zhuǎn)軸分別命名A、B、C。3.5原點(diǎn)origin2是一個(gè)指定的參考點(diǎn)，在直角坐標(biāo)系中為三個(gè)初始軸相交的點(diǎn)。當(dāng)使用X、Y和Z坐標(biāo)時(shí)，為（0，3.6成形空間原點(diǎn)buildvolumeorigin通常指固定于成形面上的成形平臺(tái)的中心?！@是一個(gè)通用原點(diǎn)，用于驗(yàn)證成形空間中零件的位置。3.7設(shè)備原點(diǎn)machineorigin由初始裝備制造商定義的原點(diǎn)。3.8X軸Xaxis在設(shè)備坐標(biāo)系中，垂直于Z軸并且平行于機(jī)器正面。——通常X軸是水平的，并且平行于成形平臺(tái)一邊?！ǔ軸正方向?yàn)槌尚慰臻g原點(diǎn)從機(jī)器正面看是由左到右的方向。3.9Y軸Yaxis在設(shè)備坐標(biāo)系中，垂直于Z軸和X軸?！ǔ軸是水平的，并且平行于成形平臺(tái)一邊?！猋軸正方向通過(guò)坐標(biāo)系右手定則確定。通常Z軸正方向向上時(shí)，從設(shè)備的正面看，Y軸正方向是從機(jī)器的前面到后面?！?dāng)Z軸正方向向下時(shí)，從機(jī)器的正面看，Y軸正方向是從機(jī)器前面到后面。3.10Z軸Zaxis在采取平面逐層增加材料的過(guò)程中，為層的法線方向。——在平面逐層增加材料的過(guò)程，Z軸正方向?yàn)榈谝粚拥胶罄m(xù)層的方向?！?dāng)材料從多個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)疊加（例如帶有吹粉系統(tǒng)）時(shí)，Z軸能通過(guò)處理旋轉(zhuǎn)和框架被識(shí)別。3.11任意方向最小邊界框arbitrarilyorientedminimumboundingbox可以覆蓋三維零件任意表面點(diǎn)的最小長(zhǎng)方體，在框的生成方向上沒(méi)有任何限制。——當(dāng)制造零件包括試樣幾何結(jié)構(gòu)和附加外部特征時(shí)（例如：標(biāo)簽、標(biāo)牌或浮雕字母如果說(shuō)明，邊界框可以只按照試驗(yàn)零件幾何結(jié)構(gòu)來(lái)確定，附加外部特征可不考慮。3.12幾何中心geometriccenter位于零件邊界框算術(shù)中心位置。——邊界框中心可能位于零件外面。3.13初始成形方向initialbuildorientation是成形空間中零件初始放置方向?！勺鳛槿魏胃嗔慵俣ㄏ虻膮⒖?。初始成形方向是最容易由3D計(jì)算機(jī)模型（能被詢(xún)問(wèn)與成形空間原點(diǎn)相關(guān)的零件位置和方向）確定。事實(shí)上，初始成形方向能被指定為3D計(jì)算機(jī)模型中的零件方向。沒(méi)有計(jì)算機(jī)模型的電子傳動(dòng)，在成形空間和它們與成形空間原點(diǎn)關(guān)聯(lián)的方向上零件圖像應(yīng)該被記錄。33.14正交方向符號(hào)orthogonalorientationnotation用來(lái)描述與X、Y和Z軸平行的方向符號(hào)?！?dāng)零件任意方向的最小邊界框被安放與成形室原點(diǎn)的X、Y和Z軸平行（如圖A.5(c)所示）時(shí)，此時(shí)的初始成形方向可被用來(lái)定義正交方向。它的方向如以下進(jìn)行描述：首先列出邊界框最長(zhǎng)尺寸平行的軸，然后列出與邊界框的第二長(zhǎng)尺寸平行的軸，最后列出與邊界框第三長(zhǎng)尺寸平行的軸。——例如，一個(gè)試樣被放置成最長(zhǎng)的尺寸與Z軸平行，第二長(zhǎng)尺寸與X軸平行，最短的尺寸與Y軸平行，此時(shí)應(yīng)該被定義為具有ZXY方向。——當(dāng)幾何結(jié)構(gòu)通過(guò)以長(zhǎng)度降序方式列出小于三個(gè)軸向的方向時(shí)允許明確指定的方向，正交方向符號(hào)能被進(jìn)一步簡(jiǎn)寫(xiě)?！谡怀跏汲尚畏较蛏嫌闪慵缀谓Y(jié)構(gòu)能完全確定一個(gè)可能的方向，因此不需要圖片去討論成形方向。這是如圖A.10狗骨狀試樣（GB/T1040）的零件，在XY，XZ和YZ平面的幾何中心上它們是兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的，并且沒(méi)有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)。這也如圖A.10中圓形拉伸棒零件，有通過(guò)中心軸的360°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)，同時(shí)在零件旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸垂直平分面上兩側(cè)對(duì)稱(chēng)。通常，當(dāng)零件具有少于360°的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸時(shí)，要求提供一張圖片去識(shí)別初始成形方向。3.15零件位置partlocation成形空間中零件或?qū)嵨锏奈恢谩！慵恢迷诔尚慰臻g中應(yīng)該由X、Y和Z坐標(biāo)指定，為了確定成形空間原點(diǎn)的每一個(gè)零件正交方向最小邊界框幾何中心的位置?！?dāng)任意方向最小邊界框是不可能發(fā)現(xiàn)時(shí)，當(dāng)零件在初始成形方向上，零件的邊界框（安放與成形空間原點(diǎn)正交）中心坐標(biāo)能被用來(lái)確定零件位置。3.16零件再定向partreorientation將零件或?qū)嵨锏倪吔缈驈牧慵驅(qū)嵨锏某跏汲尚畏较驀@幾何中心旋轉(zhuǎn)的過(guò)程?！诔尚慰臻g中零件再定向應(yīng)該圍繞零件任意方向最小邊界框的幾何中心從指定的初始零件成形方向以A、B和C的順序旋轉(zhuǎn)變動(dòng)來(lái)指定?！挥蟹橇憬切枰涣谐?。例如，零件的前排從初始成形方向Z再定向成A=0，B=+45，C=0，并且注明為從Z方向偏B+45。4意義和使用對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)控的坐標(biāo)系和術(shù)語(yǔ)在全波段的增材制造裝備上應(yīng)用進(jìn)行補(bǔ)充。引導(dǎo)從業(yè)者采取適當(dāng)?shù)默F(xiàn)有方法和標(biāo)準(zhǔn)去測(cè)試增材制造成形零件。（規(guī)范性附錄）定義中涉及的圖像圖A.1增材制造機(jī)器/系統(tǒng)（向上成形）圖A.2增材制造機(jī)器/系統(tǒng)（向下成形）圖A.3基于成形空間原點(diǎn)的正向旋轉(zhuǎn)右手規(guī)則當(dāng)右手拇指指在X、Y和Z正方向，正向旋轉(zhuǎn)是從手到指尖的方向。5圖A.4一個(gè)任意方向最小邊界框例子圖A.5不同類(lèi)型邊界框的示例圖圖A.6初始成形方向壓盤(pán)被展示在相對(duì)成形空間原點(diǎn)預(yù)期的成形方向（這個(gè)零件同一方向的透視圖見(jiàn)圖A.5(c)）。邊界框所有尺寸都被提供，因此幾何中心能得以計(jì)算。主要特征線性（螺栓圓）和中心線被展示。在這個(gè)例子中初始成形方向是任意方向最小邊界框已經(jīng)與六個(gè)正交線形中一個(gè)的成形空間原點(diǎn)匹配，特別當(dāng)指定零件再定向幾何結(jié)構(gòu)的多次出現(xiàn)是方便的，但是對(duì)于初始成形方向不是必須的。例如，如果周密地標(biāo)出尺寸，如圖A.1.5(a)展示的零件方向也能用做初始成形方向。實(shí)際上，零件幾何結(jié)構(gòu)越復(fù)雜和方向增加的數(shù)量越多，越有可能用三維計(jì)算機(jī)模型去運(yùn)行，而不是2D報(bào)告的方法。6圖A.7圖片的初始成形方向a≠b≠c（盡管它們對(duì)于初始成形方向共享同一正交方向符號(hào)）。盡管當(dāng)任意方向最小邊界框與成形空間原點(diǎn)匹配，對(duì)于許多零件幾何結(jié)構(gòu)仍有多方向（特別當(dāng)有少于360°的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸，例如壓盤(pán)展示的60°旋轉(zhuǎn)螺栓圓）。為了澄清哪個(gè)方向是預(yù)期的，需要一個(gè)視覺(jué)描述。圖A.8正交方向符號(hào)圖A.8展示了對(duì)于任意方向最小邊界框可能的線形，涉及第4部分描述的成形空間原點(diǎn)和它們的符號(hào)。由于邊界框的對(duì)稱(chēng)性，這個(gè)符號(hào)通常是簡(jiǎn)寫(xiě)。圖A.9兩側(cè)對(duì)稱(chēng)圖形示例當(dāng)幾何結(jié)構(gòu)沿著中心平面裁剪，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)呈現(xiàn)。帶有徑向或者其它類(lèi)型對(duì)稱(chēng)的零件通常是也兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的，例如圓形拉伸試樣。7圖A.10正交方向符號(hào)的對(duì)稱(chēng)箭頭簡(jiǎn)寫(xiě)當(dāng)對(duì)稱(chēng)允許時(shí)，正交方向符號(hào)可以被縮寫(xiě)。例如，一個(gè)狗骨狀拉伸試樣（兩側(cè)對(duì)稱(chēng)）的方向能被通過(guò)列出平行于最長(zhǎng)和第二長(zhǎng)尺寸的軸來(lái)描述。另外，一個(gè)圓形拉伸試驗(yàn)棒（旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)）能夠明白地通過(guò)列出對(duì)應(yīng)最長(zhǎng)尺寸平行的軸來(lái)描述。圖A.11零件位置和初始成形方向：有Z方向的五個(gè)圓形棒試樣GB/T228.1-2010中展示的圓形拉伸試樣符合條件用正交方向符號(hào)去描述它們的初始成形取向，因此被標(biāo)注為Z而不是ZXY。另外，由于對(duì)稱(chēng)，在成形空間的零件不需要視覺(jué)描述。它們的位置如表A.1描述。表A.1零件位置和方向的描述樣品名位置（X,Y,Z）mm再定向(A,B,C)°初始方向樣品10,0,50無(wú)Z樣品290,90,50無(wú)Z樣品3-90,90,50無(wú)Z樣品4-90,-90,50無(wú)Z樣品590,-90,50無(wú)Z8圖A.12零件位置和再定向：圓形棒方向從Z到B+45以及從Z到B-45與圖A.11一樣的試樣被再定向展示如圖A.12。有時(shí)確定初始成形方向，然后列出偏差是最實(shí)際的，如表A.2。