BS EN ISO ASTM——增材制造国际标准单文件系列综述(2项)

涵盖增材制造术语(ISO/ASTM 52900)与 AMF 文件格式(ISO/ASTM 52915)

📐 BS EN ISO ASTM 系列是 ISO 与 ASTM International 联合制定、由 BSI 以英国标准(含欧盟 EN 采标)形式发布的增材制造(Additive Manufacturing, AM)标准。ISO 与 ASTM 通过联合技术委员会将增材制造标准统一为“ISO/ASTM 5xxxx”编号体系。与传统的减材、等材制造不同,增材制造依据三维模型数据逐层添加材料直接成形,具有设计自由度高、材料利用率高、无需模具、适合小批量与个性化制造的显著优势,已在航空航天、医疗、汽车与消费品领域获得广泛应用。本综述覆盖 2 项核心标准:ISO/ASTM 52900(增材制造——通用原则——术语)与 ISO/ASTM 52915(增材制造文件格式,AMF 规范),分别是增材制造“概念语言”与“数据交换”的基础。弄懂这两项基础标准,是理解整个 ISO/ASTM 增材制造标准体系(涵盖工艺、材料、测试、质量控制与安全等)的起点。

注意编号沿革:2017 年版将术语标准从 ISO/ASTM 52921 整合为 ISO/ASTM 52900,AMF 从 ASTM F2915 升格为 ISO/ASTM 52915。引用时应以现行版本与编号为准。

一、标准清单与体系框架

本综述覆盖的 2 项 BS EN ISO ASTM 标准如下表所示,均为 ISO/ASTM 增材制造标准体系的基础文件:

标准号标题
BS EN ISO/ASTM 52900:2017增材制造——通用原则——术语
BS EN ISO/ASTM 52915:2017增材制造文件格式(AMF)规范 1.2 版

二、代表性标准技术内容

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BS EN ISO/ASTM 52900:2017 — 增材制造:通用原则——术语

本标准规定增材制造领域的通用术语与定义,是 ISO/ASTM 增材制造标准体系的“概念基础”。它定义了“增材制造”(通过逐层添加材料、依据三维模型数据制造物件的过程,俗称“3D 打印”)及其相关术语,并按工艺类别给出七类增材制造工艺的名称与定义:材料挤出(MEX)、材料喷射(MJT)、粘合剂喷射(BJT)、还原光聚合(VPP)、粉末床熔融(PBF)、定向能量沉积(DED)、片材层压(SHL)。标准还定义了工艺相关的产品术语(如构建箱、构建板、层、支撑结构等)、材料与工艺术语以及 AM 工艺分类说明。统一术语为增材制造标准、产品沟通与贸易提供了共同语言。

B

BS EN ISO/ASTM 52915:2017 — 增材制造文件格式(AMF)规范 1.2 版

本标准规定增材制造文件格式(Additive Manufacturing File Format, AMF)1.2 版,用于描述增材制造物体的几何信息与其他属性,是继 STL 之后面向增材制造的现代数据交换格式。AMF 是基于 XML 的开放格式,支持三角形网格几何(由顶点与三角形面片构成)、规定材料的区域、多色(颜色)信息、纹理与格子(lattice)结构、以及用于倾斜角度等功能,克服了 STL 格式无法表达材料、颜色、纹理与内部结构的局限。标准规定了 AMF 文件的结构化元素(对象、网格、顶点、三角形、材质、颜色、纹理等)、坐标系统与单位、文件片段的组合以及文件的扩展机制,使增材制造模型信息完整、可交换。

三、关键技术要点

BS EN ISO ASTM 系列的技术要点可归纳如下:

标准号标题
七类工艺MEX、MJT、BJT、VPP、PBF、DED、SHL 的增材制造工艺分类
统一术语增材制造、工艺、产品、材料相关术语与定义
AMF 格式基于 XML,支持网格、材料、颜色、纹理与格子结构
数据交换从 STL 到 AMF 的演进,实现模型信息完整可交换

两者分别解决增材制造的“语言”与“数据”问题:52900 统一了行业术语,52915 提供了承载材料、颜色与结构信息的数据交换格式,共同支撑增材制造从设计到制造的信息链。

四、工程实践应用

🏭 行业沟通:BS EN ISO/ASTM 52900 的术语用于设备制造商、材料供应商、打印服务商与用户之间的规范、合同与技术交流,是招标与验收的通用语言。

🖨️ 数据交换:BS EN ISO/ASTM 52915 的 AMF 格式用于设计软件、切片软件与打印设备之间的模型交换,支持多材料、多颜色与结构优化模型。

🔬 标准体系:两者是 ISO/ASTM 增材制造标准体系的基础,支撑后续的工艺、材料、测试与质量控制标准(如 52901–52904 等)。

🧭 选用建议:在实际工程中,设计人员应依据零件的功能要求(强度、精度、表面质量、耐温性)与所选工艺选择合适材料,并参照相应工艺与材料标准制定验收与检验方案,必要时与设备及材料供应商确认打印参数与后处理要求,确保零件性能满足使用条件。

五、常见问题解答

❓ 问:增材制造与传统减材、等材制造有何区别?
答:答:增材制造是“逐层添加材料”的制造方式,依据三维模型数据直接成形,材料利用率高、可成形复杂几何、无需模具;而减材制造(如切削)是去除材料,等材制造(如铸造、锻造)是成形后保持体积不变。
❓ 问:七类增材制造工艺分别是什么?
答:答:材料挤出(MEX)、材料喷射(MJT)、粘合剂喷射(BJT)、还原光聚合(VPP)、粉末床熔融(PBF)、定向能量沉积(DED)与片材层压(SHL),对应常见的 FDM、PolyJet、三联体喷墨、SLA/DLP、SLS/SLM、激光熔覆与 LOM 等工艺。
❓ 问:AMF 格式与 STL 格式有何区别?
答:答:STL 只描述三角形网格表面,无法表达材料、颜色、纹理与内部结构;AMF 是基于 XML 的开放格式,支持多材料、颜色、纹理、格子结构与更多几何信息,信息更完整、更易扩展。
❓ 问:为什么增材制造需要统一术语?
答:答:增材制造行业发展迅速,不同厂商与地区对同一工艺的称谓不一(如 3D 打印、快速原型、增材制造等)。统一术语消除歧义,服务于标准制定、产品贸易、培训与认证。
❓ 问:应用 AM 标准时如何选择工艺与材料?
答:答:应根据零件功能(强度、精度、表面、耐温)、材料可用性与打印工艺特性选择;引用相关工艺/材料标准并符合相应测试与质量控制要求,必要时咨询设备与材料供应商。
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