積層造形部品調達要件の標準化に関する考慮事項

積層造形技術は、その独特な成形方法と技術的優位性により、徐々に既存の産業システムに統合され、従来の減算型および等材料製造技術と融合・補完し、将来の産業製造分野においてかけがえのない一部となりつつあります。積層造形技術は離散堆積原理に基づき、3次元部品データによって駆動され、原材料（粉末、ワイヤ、液体など）を介して部品を直接製造するため、複雑な形状の部品を単一の装置で迅速かつ正確に製造でき、部品の「自由な製造」を実現し、多くの複雑な構造部品の成形問題を解決し、処理ステップを大幅に削減して処理サイクルを短縮します。製品構造が複雑になるほど、製造速度の役割は重要になります。

3Dプリント部品の品質は追跡可能

長い間、伝統的な製造技術の条件下では、部品の調達と検収は完全な一連の技術要件と検収方法を形成してきましたが、これらは部品製品の幾何学的寸法、表面粗さ、製造プロセスなどに対する伝統的な技術の要件に基づいており、積層造形技術製品を購入する際の関連要件に完全には適用できません。

積層造形技術の特性を考慮すると、部品を購入する際に考慮すべき主な側面としては、部品の形状、寸法公差、表面形態、部品の構造方向、部品製造の原材料、部品の修理、許容される欠陥または偏差、プロセス品質管理情報などが挙げられます。

1. 部品形状部品のサイズと形状の情報には通常、部品を包括的に定義するエンジニアリング図面やデジタルファイルなどが含まれており、提供されるデジタルファイル (3D モデルや部品の形状情報を含む) は、サプライヤーとバイヤーの両方のシステム内で互換性がある必要があります。

2. 寸法公差付加製造技術は製造プロセスが特殊で、プロセスの制約が少ないため、最終部品の寸法公差に対して特別な要件が求められます。機能領域（仕上げのために機械加工代を必要とする領域など）と非機能領域（美観や装飾のためだけに使用される領域など）の寸法公差要件は異なり、調達時に明確に指定する必要があります。一般的に言えば、一般許容範囲は ISO 2768-1 および ISO 2768-2 に準拠する必要があります。

3. 表面形態 注文時には、AM 部品の表面形状を指定する必要があり、これは、たとえば既存の規格 ISO 1302 または ISO 25178 を参照して決定できます。表面地形の要件は、部品全体または主要領域の表面粗さまたは波状度を指定することによって確立できます。

4. 部品の組み立て方向 部品の組み立て方向の違いは、部品の最終的なパフォーマンスに直接影響します。したがって、購入時には、部品の構築方向と対応する製造プロセスを指定する必要があります。ビルドオリエンテーションの表現については、ISO/ASTM 52921 を参照してください。

5. 部品製造用原材料 原材料の品質と状態は、最終部品の品質に直接影響します。したがって、購入および発注時には、化学組成、原材料の特性、保管状況、プロセス要件など、原材料に対する要件を指定する必要があります。必要に応じて、原材料の再利用に関する要件についても対応する規制を制定する必要があります。

6. 部品の修理 積層造形部品の修理要件は、サプライヤーと購入者の間の交渉によって決定される必要があります。購入および発注の際には、承認された修理方法を明示し、購入者が修理条件を指定して承認する必要があります。

7. 許容できる欠陥または逸脱 さまざまな使用環境と技術要件に基づき、普遍的な欠陥特性と判定基準が存在しない状況では、部品内部の亀裂、欠陥、不連続性、不純物、介在物、汚染物質、多孔性など、積層造形部品の許容欠陥は、供給側と需要側の両方で交渉する必要があります。

8. プロセス品質管理情報 発注時には、プロセスの再現性要件を確保するために、プロセスの仕様、評価方法、その他の標準など、積層造形プロセスにおけるプロセス品質管理情報の関連要件を明確に指定する必要があります。同時に、供給側と需要側は、将来の参照のためにこの情報の記録文書の保存期間を交渉して決定する必要があります。

部品を購入する際には、部品納入時の梱包、輸送、保管等の関連要件も示す必要があります。一方、積層造形部品の適用環境や条件が異なるため、調達要件も異なります。その他の特別な要件は、注文書の追加指示に記載することができます。

同時に、積層造形部品の受入時には、部品の異なる使用環境要件、部品製造プロセスの技術的特徴、製造技術の成熟度などの側面を考慮する必要があり、新プロセスの研究開発で使用される合格部品の受入要件、量産時の一品目検査の受入要件、および継続的な生産品質管理のための品質一貫性受入要件に分けられます。受け入れの各段階には、その後の品質トレーサビリティとその他の関連する使用を保証するために、対応する受け入れ文書が必要です。

現在、ISO TC261とASTM F42は共同で関連規格の研究開発を行っており、積層造形部品の調達とその後の受け入れのための標準基準を提供しています。今後の動向を待ちましょう。

著者: 李暁飛博士 (中国航天統合技術研究所)

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