欧盟增材制造标准化路线图

王春生，刘光武，李娟

（黑龙江省科学技术情报研究院，哈尔滨150028）



欧盟增材制造标准化路线图

王春生，刘光武，李娟

（黑龙江省科学技术情报研究院，哈尔滨150028）

摘要：目前，增材制造技术和产品在很多领域应用缺乏统一标准，急需建立和完善相应标准。欧盟通过设立《增材制造标准化支持行动计划》，开展了增材制造标准化路线图研究，提出了待开发的增材制造各领域标准清单，明确了制定增材制造各领域标准的时间表和路线图。提出建立三个层次的增材制造标准，这种结构的目的是为了促进模块化标准的发展，减少重复工作的风险以及标准之间矛盾的风险。

关键词：增材制造；路线图制定；标准化；欧盟

目前，增材制造技术和产品在很多领域应用缺乏统一标准，急需建立和完善相应标准。欧盟通过设立《增材制造标准化支持行动计划》，开展了增材制造标准化路线图研究，提出了待开发的增材制造各领域标准清单，明确了制定增材制造各领域标准的时间表和路线图。

1增材制造标准化提出的背景

研究组将增材制造定义为：“一个从3D模型数据中不断添加材料来形成物体的过程。”增材制造是欧洲工业创新和经济增长的重要机遇，将提升欧洲竞争力和增加就业机会。研究组指出，欧盟2016年增材制造产品及服务总销售量将达到70亿美元，塑料、金属基材料等增值材料领域具有强劲增长前景。已经有大约30个通过增材制造工艺生产的激光烧结部件安装在波音787机型上，并且这一数字未来将大幅度增长。如果一架飞机完全通过增材制造工艺制造将比目前机械制造生产出的飞机重量轻30%，并节约60%的成本。虽然增材制造产品在机械和材质属性上足以满足商业用途，但增材制造技术和产品在很多领域应用缺乏国际和欧洲标准。增材制造产品在生产过程中因设置的参数不同而显示出不同的材料性能，使得产品的质量管理和评估变得十分复杂，甚至难以预知，严重制约了增材制造产品在很多领域特别是医疗植入物、飞机结构部件和发动机组件等目前需求较大的领域的应用。逐渐建立并完善增材制造各领域标准已经成为欧盟和各标准化组织的共识。

2路线图制定过程

路线图在制定过程中，研究组与国际标准化组织增材制造技术委员会（ISO TC261）、美国材料与试验协会增材制造技术委员会（ASTMF42）、欧洲标准化委员会增材制造委员会（CEN/TC 438）进行了充分合作，目的是制定一个符合不同标准化组织要求的增材制造标准化路线图，使其成为增材制造国际标准的发展方向。目前，国际标准化组织已在“专业术语”、“方法/过程/材料”、“测试方法/设计”等方面制定或正在制定若干标准。

课题组对世界各地（重点在欧洲）的122个利益相关者和国际标准化组织增材制造技术委员会（ISO TC261）、美国材料与试验协会增材制造技术委员会（ASTMF42）及欧盟第七研发框架计划、“欧盟地平线2020”计划中设计增材制造的28个项目组进行了充分调查。研究结果表明：一是增材制造市场方面，工业领域的医疗(骨科植入物)、牙科、航空航天、汽车、发电、工具和消费领域的装饰家居饰品、时尚、艺术、娱乐等方面将具有巨大发展潜力。二是增材制造标准需求方面，增材制造设计过程标准、特定工业领域标准（如医药业和航天工业）、零件质量标准（包括材料标准和制造工艺技术标准）、教育和培训等方面需求强烈。三是增材制造标准构成要素方面，应主要包含资质和认证方法、设计准则、原料特性试验方法、产品机械性能试验方法、物资回收（再利用）、循环测试标准、标准测试级别、购买增材制造产品要求、对现有的国际标准化组织（ISO）和美国材料与试验协会（ASTM）术语标准统一。四是增材制造标准化路线图制定考虑因素方面，重点考虑标准是由大多数参与者使用的；迫切需要的增材制造标准；标准将在全球范围内使用；增材制造产品用户需求；材料、工艺、方法和测试方法的标准化；增材制造将有效提高机器和工艺的可靠性；建立质量管理体系；有利于增材制造市场发展；等等。

课题组对增材制造技术成熟度进行了研究，结果表明，大部分领域处于启蒙阶段，具有巨大的增长空间,相关技术已经达到一定的成熟度。

图1技术成熟度曲线（2014年）Fig.1 Technology maturity curve (2014)

表1课题组对欧盟建立增材制造标准进行了SWOT分析Tab.1 Research group had SWOT analysis of additive manufacturing system that EU established

3增材制造标准化路线图

图2增材制造标准结构图Fig.2 Additive manufacturing system structure chart

国际标准化组织增材制造技术委员会（ISO TC261）、美国材料与试验协会增材制造技术委员会（ASTM F42）、欧洲标准化委员会增材制造委员会（CEN/TC 438）关于增材制造标准达成共识，提出建立三个层次的增材制造标准，即：通用标准（指定的一般概念和一般要求）、分类标准（指定过程或材料类特有具体要求）、专业标准（指定一个特定材料、过程或应用程序的要求）。这种结构的目的是为了促进模块化标准的发展，减少重复工作风险以及标准之间矛盾风险。

研究组通过对增材制造利益相关者、消费者问卷调查和文献研究，根据增材制造标准需求分析和现状分析结果，结合各方意见建议，制定了增材制造标准化路线图。

路线图横轴为增材制造相关领域标准预期建立的时间及《增材制造标准化支持行动计划》优先级（数值越高优先级越高）。路线图纵轴为增材制造标准涉及的环节及建立增材制造标准后预期达到的目标。此外，路线图中还标注出增材制造相关领域技术成熟度等级。

图3标准化路线图增材制造Fig.3 Standardization route chart of additive manufacturing

Standardization Roadmap of EU Addictive Manufacturing

WANG Chun-sheng, LIU Guang-wu, LI Juan
(Heilongjiang Science and Technology Information Institute, Harbin 150028, China)

Abstract:At present, addictive manufacturing technology and product lack of uniform standards in many areas, which urgently needs to establish and improve relevant standards. Through the establishment of increasing addictive manufacturing standardized support planning, European Union carried out the research of standardization roadmap, proposed the standard list of addictive manufacturing, and cleared schedule and and roadmap of addictive manufacturing. This paper proposed the establishment of three levels of addictive manufacturing standards, the purpose of this structure is to promote the development of modular standards, and reduce the risk of repetitive work and contradiction of standards.

收稿日期：2015- 12- 28

中图分类号：F203

文献标志码：A

文章编号：1674-8646（2016）03-0004-03