俄罗斯发布3D打印钛粉国标,中美俄标准大PK
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导语
在全球增材制造技术竞争日益激烈的今天,中美两国3D打印产业如火如荼,俄罗斯不甘人后。

近日,由俄罗斯国家原子能公司(ROSATOM)旗下企业主导制定的钛合金3D打印粉末国家标准ГОСТ Р 71186-2023获得批准,标志着俄罗斯在增材制造材料标准化领域迈出了关键一步。

本文将深入解析这一最新标准,并与中美两国的相关标准进行全面对比,探讨其对全球增材制造产业的影响。
AM易道在摘抄不同标准时,尤其因语言不通对俄罗斯标准理解不足,可能会出现错误。
一、俄罗斯国家原子能公司:俄增材制造标准的领军者
标准制定背景
切佩茨克机械厂(俄罗斯国家原子能公司燃料部门的一部分)联手核工业增材制造技术集成商,成功制定了ГОСТ Р 71186-2023《增材技术:由钛合金制成的金属粉末混合物-通用技术条件》俄罗斯国家标准。
该标准已获得俄罗斯联邦技术监管和计量局的正式批准。
标准内容概览
ГОСТ Р 71186-2023主要针对3D打印用钛合金粉末,涵盖了金属粉末组合物的通用技术要求、检测方法、包装和运输规范、安全生产要求以及环境保护要求。
俄罗斯国家原子能公司的战略布局
该公司在俄罗斯增材制造产业发展中扮演着核心角色,不仅在技术研发、产品创新和生产中心建设方面领先,更在行业监管框架构建中发挥着关键作用。
2023年,该公司主导制定的四项国家标准获得俄罗斯标准化机构批准,为3D打印金属粉末成分的测试方法奠定了基础。
二、TC4粉末标准大PK:中美俄国标对比解析
俄罗斯国家原子能公司主导制定的钛合金3D打印粉末国家标准ГОСТ Р 71186-2023获得批准,为我们提供了一个绝佳的机会来审视全球增材制造材料标准的现状。
今天,AM易道将为您深入解析中美俄三国关于TC4(Ti-6Al-4V)合金粉末的最新标准,揭示它们之间的异同,以及背后蕴含的产业发展战略。
相关标准概览
中国标准:
针对于PBF激光粉末床熔融的钛合金粉末标准尚未出台国家标准,本文参考的中国标准选用GB/T 42622-2023《增材制造 激光定向能量沉积用钛及钛合金粉末》,

另外,实际上国家还有一个现行标准 GB/T 34486-2017激光成型用钛及钛合金粉:

因为其出台时间为2017年,且以TC4粉末为例氧含量0.19%高于GB/T 42622-2023的0.18%,故本文部分采用GB/T 42622-2023来进行对比。
2023年,我国还出台了针对PBF的高温合金粉末标准GB/T 43484-2023,本文也略有借鉴。
2. 美国标准:
ASTM F2924-14

3. 俄罗斯标准:
ГОСТ Р 71186-2023
以常见的TC4粉末为例,中美俄标准大PK
AM易道在摘抄不同标准的参数时可能会出现错误。
1. 化学成分要求
中国(GB/T 42622-2023):

- Al: 5.5%~6.75%
- V: 3.5%~4.5%
- Fe: ≤0.30%
- O: ≤0.18%
- C: ≤0.08%
- N: ≤0.05%
- H: ≤0.015%
美国(ASTM F2924-14):

表1 成分(%,原图中文转写)
| 元素 | 最小值 | 最大值 |
|---|---|---|
| 铝(Al) | 5.50 | 6.75 |
| 钒(V) | 3.50 | 4.50 |
| 铁(Fe) | — | 0.30 |
| 氧(O) | — | 0.20 |
| 碳(C) | — | 0.08 |
| 氮(N) | — | 0.05 |
| 氢(H) | — | 0.015 |
| 钇(Y) | — | 0.005 |
| 其他元素,单项 | — | 0.10 |
| 其他元素,总量 | — | 0.40 |
| 钛(Ti) | 余量 | |
俄罗斯(ГОСТ Р 71186-2023,未直接说明而是引用GOST 19807):

- Al: 5.3%~6.8%
- V: 3.5%~5.3%
- Fe: ≤0.6%
- O: ≤0.2%
- C: ≤0.1%
- N: ≤0.05%
- H: ≤0.015%
相同点:
- 三国标准在Al、V的主要范围,以及N、H的限值上基本一致。
不同点:
- 中国标准对O的限制最严格(≤0.18%),美俄为≤0.20%。
- 俄罗斯标准在Fe、V的上限允许值较高。
- 俄罗斯标准对C的允许值(≤0.1%)高于中美(≤0.08%)。
2. 粒度分布
中国:因GB/T 42622-2023主要针对激光送粉,针对于铺粉的TC4的粒度分布数据目前没有发布对应的国家标准(地方标准 行标 企标本文不讨论)。
但若参考针对粉末床熔融的高温合金国家标准43484-2023,对于钛合金的要求未来也应该会明确粒度分布。


美国:未在F2924-14中直接规定,而是要求由供需双方协商确定。ASTM F3049-14提供了粒度分析方法。
俄罗斯:要求主要粒度范围(称为"基本级别")含量不低于90%。

3. 粉末形貌
中俄:要求颗粒呈现规则的球形或近球形,并规定了球形度和卫星粉含量的具体要求。(中国按照激光送粉钛粉以及粉床熔融的高温合金粉的标准参考推测,会有比较详细的要求)
美国:未直接在F2924-14中明确规定形貌要求。ASTM F3049-14提供了形貌分析方法。
4. 其他物理性能
中国:规定了流动性、松装密度、振实密度等指标的具体要求。(中国按照激光送粉钛粉以及粉床熔融的高温合金粉的标准参考推测)
美国:未直接在F2924-14中直接规定这些指标。ASTM F3049-14提供了相关测试方法。
俄罗斯:规定了流动性和松装密度的要求,但似乎未提及振实密度,未来还需详细查证。
5. 安全和环境要求
美未直接提及,而在其他相关标准中包含。
中俄:直接包含了详细的安全生产和环境保护要求。
以我国的激光送粉钛合金粉的国标为例:


三、标准背后的产业战略
AM易道认为,对于3D打印这种新兴产业来说,国家制定标准时除了互相借鉴,也会略有区分,不同的细微差别体现了不同的侧重点:
中国:全面细致而严格的标准体现了追求高质量发展的决心,为快速成长的本土增材制造产业提供了高标准的明确指引。
美国:灵活的标准体系反映了成熟市场的特征,为创新留下更多空间,同时通过多个互补标准确保全面性。
俄罗斯:将多方面要求整合到相对较少数量的标准中,体现了其在新兴领域快速建立全面监管体系的意图。
TC4粉末标准的对比揭示了中美俄三国在增材制造材料标准化方面的策略细微差异。
对于行业参与者来说,当然可以永远追求最严苛的要求,但理解这些差异,并在全球化与本土化之间找到平衡,仍有价值。
四、对我国企业的启示:拓展俄罗斯增材制造市场的策略
应深入理解ГОСТ Р 71186-2023标准
我国企业需要深入研究俄罗斯新发布的ГОСТ Р 71186-2023标准,特别是其中与中国标准存在差异的部分。
例如,俄罗斯标准对Fe、V的上限允许值较高,这可能为中国企业提供了更大的材料选择空间。
同时,企业应注意俄罗斯标准直接纳入了安全生产和环境保护要求,这需要特别关注。
可以考虑引入更先进的安全生产技术和环保措施,不仅满足标准要求,还可以将此作为市场竞争的优势。
建立本地化合作伙伴关系
考虑到俄罗斯市场的特殊性,可以寻求与当地企业建立合作关系。
这不仅有助于更好地理解和执行当地标准,还能降低市场准入门槛。可以考虑与俄罗斯国家原子能公司等行业领导者建立技术合作或战略伙伴关系。
间接参与俄罗斯标准制定过程
虽然ГОСТ Р 71186-2023已经发布,但标准的更新是一个持续的过程。
犹如我国企业标准制定时参考ASTM类似,我国企业也可以在未来推广我国国标和国军标,寻求机会间接参与到俄罗斯未来的标准制定过程中。
有助于了解俄罗斯标准发展趋势,在一定程度上影响标准的制定,为我国企业在俄罗斯市场的长期发展创造有利条件。
开发适应俄罗斯市场的创新产品
基于对俄罗斯标准的深入理解,企业可以开发专门针对俄罗斯市场的创新产品。
例如,考虑到俄罗斯的气候特点和应用需求,可以研发在极端环境下表现更优异的TC4粉末产品,从而在市场中脱颖而出。
结语
随着俄罗斯国家原子能公司主导的ГОСТ Р 71186-2023标准的发布,全球增材制造材料标准化进程又向前迈进了一步。这一新标准不仅体现了俄罗斯在3D打印领域的跟进态势,也为我们提供了一个进入俄罗斯市场的技术依据。通过对中美俄三国TC4粉末标准的深入对比,我们看到了各国在标准制定上的差异,折射出的是各国产业发展阶段和战略定位的不同。中国标准的全面严格、美国标准的灵活开放、俄罗斯标准的统筹兼顾,每一种策略都有其独特的优势和考量。对于我国企业而言,俄罗斯新标准的出台既是挑战也是机遇。如何在满足本土标准的基础上,灵活调整以适应俄罗斯市场,将成为企业北上过程中的一个重要课题。
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