ISO/ASTM 52908:2023

Additive manufacturing of metals - Finished part properties - Post-processing, inspection and testing of parts produced by powder bed fusion

This document specifies requirements for the qualification, quality assurance and post processing for metal parts made by powder bed fusion. This document specifies methods and procedures for testing and qualification of various characteristics of metallic parts made by additive manufacturing powder bed fusion processes, in accordance with ISO/ASTM 52927, categories H and M. This document is intended to be used by part providers and/or customers of parts. This document specifies qualification procedures where appropriate to meet defined quality levels.

Fabrication additive de métaux — Propriétés des pièces finies — Post-traitement, inspection et essais des pièces produites par fusion sur lit de poudre

Le présent document spécifie les exigences pour la qualification, l’assurance qualité et le post-traitement pour les pièces métalliques fabriquées par fusion sur lit de poudre. Le présent document spécifie des méthodes et des modes opératoires pour les essais et la qualification de différentes caractéristiques de pièces métalliques fabriquées de manière additive par fusion sur lit de poudre, conformément à l’ISO/ASTM 52927, catégories H et M. Le présent document est destiné à être utilisé par des fournisseurs de pièces et/ou par des clients de pièces. Le présent document spécifie des procédures de qualification permettant le cas échéant d’atteindre les niveaux de qualité définis.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 15-Nov-2023
• ICS: 25.030 - Additive manufacturing
• Technical Committee: ISO/TC 261 - Additive manufacturing
• Drafting Committee: ISO/TC 261/JG 58 - Joint ISO/TC 261-ASTM F 42 Group: Qualification, quality assurance and post processing of powder bed fusion metallic parts
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 16-Nov-2023
• Due Date: 15-Jan-2024
• Completion Date: 16-Nov-2023

Relations

• Consolidates: ISO 22471:2020 - Permissible mechanical connection combinations between towed and towing agricultural vehicles
• Effective Date: 06-Jun-2022

Overview

ISO/ASTM 52908:2023 - Additive manufacturing of metals - Finished part properties - Post-processing, inspection and testing of parts produced by powder bed fusion - specifies requirements for the qualification, quality assurance, post‑processing, inspection and testing of metallic parts produced by powder bed fusion (PBF). Intended for part providers and customers, the standard aligns testing and qualification methods with ISO/ASTM 52927 (categories H and M) to ensure repeatable finished‑part properties for industrial AM metal components.

Key topics and requirements

• Qualification and documentation
  • Requirements for part validation, technical and facility documentation, and quality assurance records.
  • Qualification records capture evidence that produced parts meet purchase specifications.
• Post‑processing
  • Guidance on post‑build activities such as thermal treatment (stress relief, annealing/aging, densification), separation from build platforms and supports, and surface finishing.
  • Considerations for reducing residual stresses and anisotropy, and preparing parts for mechanical machining.
• Inspection and testing
  • Metallurgical testing (microstructure, chemical analysis, inclusion content) and specimen selection/preparation.
  • Material testing: density measurement (Archimedean and image analysis), orientation effects, and specimen geometry/surface quality.
  • Mechanical testing: static and dynamic test procedures referenced to established standards.
  • Surface quality inspection, geometrical inspection (form, dimensions, tolerances), and non‑destructive testing (NDT).
• Conformance to purchase specifications
  • Methods and acceptance criteria are to be defined at design stage, with inspection/testing performed per the purchase specification and relevant normative references.

Practical applications and users

• Who uses this standard
  • Additive manufacturing service providers, OEMs, QA and materials engineers, procurement and regulatory teams, and customers specifying metallic PBF parts.
• Why it’s useful
  • Standardizes post‑process workflows and acceptance criteria for PBF metal parts to reduce variability and support certification for industrial, aerospace, medical, and high‑reliability applications.
  • Facilitates consistent reporting, supplier qualification, and supplier/customer communication around finished part properties and testing requirements.

Related standards

• ISO/ASTM 52927 (main characteristics and test methods)
• ISO/ASTM 52920 (qualification principles for AM processes and sites)
• ISO/ASTM 52900 (AM fundamentals and vocabulary)
• ISO/ASTM 52907, 52928 (powder characterization and powder life cycle)
• ISO 6892‑1, ASTM E8/E8M, ASTM B962, ASTM B311 (referenced mechanical and density test methods)

Keywords: ISO/ASTM 52908:2023, powder bed fusion, PBF, additive manufacturing, post‑processing, inspection, testing, qualification, quality assurance.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO/ASTM
STANDARD 52908
First edition
2023-11
Additive manufacturing of metals —
Finished part properties — Post-
processing, inspection and testing of
parts produced by powder bed fusion
Fabrication additive de métaux — Propriétés des pièces finies — Post-
traitement, inspection et essais des pièces produites par fusion sur lit
de poudre
Reference number
© ISO/ASTM International 2023
© ISO/ASTM International 2023
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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Phone: [phone] Phone: [phone]
Fax: [phone]
Email: [e-mail] Email: [e-mail]
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Published in Switzerland
ii
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Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Abbreviations . 2
5 Qualification . 2
5.1 General . 2
5.2 Part validation . 3
5.3 Technical documentation relating to part(s) produced . 3
5.4 Facility documentation . 3
5.4.1 Additive manufacturer documentation requirements . 3
5.4.2 Subcontractor documentation requirements . 3
5.5 Quality assurance documentation . 4
6 Post processing . 4
6.1 General . 4
6.2 Post-build activities . 4
6.3 Thermal treatment . 5
6.3.1 General . 5
6.3.2 Reducing residual stresses . 5
6.3.3 Reducing anisotropy . 5
6.3.4 Prepare material for mechanical post-processing . 5
6.3.5 Densification . 5
6.3.6 Annealing and aging . 5
6.4 Separation from the built platform and support structures . 6
6.5 Surface finishing . 6
6.5.1 Surface finishing operations . 6
6.5.2 Machining allowances . 6
7 Inspection and testing .6
7.1 General . 6
7.2 Metallurgical testing . 7
7.2.1 Objective . 7
7.2.2 Test specimen selection, design, and preparation for part characterization. 7
7.2.3 Test methods, parameters, and test specimens. 8
7.2.4 Chemical analysis . 9
7.2.5 Metallurgical properties . 9
7.2.6 Determining the non-metallic inclusion content . 9
7.2.7 Analysis and test report . 9
7.3 Material testing . 9
7.3.1 General . 9
7.3.2 Orientation in the build space . 10
7.3.3 Test specimen geometry and surface quality . 10
7.3.4 Density (part) . . 10
7.3.5 Archimedean method.12
7.3.6 Image analysis of metallographic specimens .13
7.4 Mechanical testing . 15
7.4.1 Static testing .15
7.4.2 Dynamic testing . 20
7.5 Surface quality inspection . 21
7.6 Geometrical inspection (form, dimension, and tolerances) . 21
7.7 Non-destructive testing . 21
iii
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Bibliography .23
iv
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use
of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed
patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received
notice of (a) patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are
cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent
database available at www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all
such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 261, Additive manufacturing, in
cooperation with ASTM Committee F42, Additive Manufacturing Technologies, on the basis of a
partnership agreement between ISO and ASTM International with the Objective to create a common set
of ISO/ASTM standards on Additive Manufacturing, and in collaboration with the European Committee
for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 438, Additive manufacturing, in accordance
with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
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Introduction
As with conventional manufacturing processes (e.g. casting and milling), metallic parts produced by
additive manufacturing technologies have critical-to-quality characteristics. These characteristics
include density, strength, hardness, surface quality, dimensional accuracy, residual stresses, absence
of cracks, voids, and structural homogeneity, which are typically tested in additively manufactured
components. The quality of additively manufactured components is essential for functional components
produced on an industrial scale. Thus, it is necessary to qualify additive manufacturing processes
according to uniform criteria and to apply standardised in-process and post-process testing.
vi
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INTERNATIONAL STANDARD ISO/ASTM 52908:2023(E)
Additive manufacturing of metals — Finished part
properties — Post-processing, inspection and testing of
parts produced by powder bed fusion
1 Scope
This document specifies requirements for the qualification, quality assurance and post processing for
metal parts made by powder bed fusion.
This document specifies methods and procedures for testing and qualification of various characteristics
of metallic parts made by additive manufacturing powder bed fusion processes, in accordance with
ISO/ASTM 52927, categories H and M.
This document is intended to be used by part providers and/or customers of parts.
This document specifies qualification procedures where appropriate to meet defined quality levels.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3369:2006, Impermeable sintered metal materials and hardmetals — Determination of density
ISO 6892-1, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
ISO 18265, Metallic materials — Conversion of hardness values
ISO 21920-1, Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Profile — Part 1: Indication of
surface texture
ISO/ASTM 52900, Additive manufacturing — General principles — Fundamentals and vocabulary
ISO/ASTM 52907, Additive manufacturing — Feedstock materials — Methods to characterize metal
powders
ISO/ASTM 52920, Additive manufacturing — Qualification principles — Requirements for industrial
additive manufacturing processes and production sites
ISO/ASTM 52927, Additive manufacturing — General principles — Main characteristics and corresponding
1)
test methods
2)
ISO/ASTM 52928, Additive manufacturing — Feedstock materials — Powder life cycle management
ISO/ASTM/TS 52930, Additive manufacturing — Qualification principles — Installation, operation and
performance (IQ/OQ/PQ) of PBF-LB equipment
ANSI/ASME Y14.5, Dimensioning and Tolerancing
ASTM B311, Standard Test Method for Density of Powder Metallurgy (PM) Materials Containing Less Than
Two Percent Porosity
1)  Under preparation. Stage at the time of publication: ISO/DIS 52927:2023.
2)  Under preparation. Stage at the time of publication: ISO/DIS 52928:2023.
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ASTM B962, Standard Test Methods for Density of Compacted or Sintered Powder Metallurgy (PM) Products
Using Archimedes’ Principle
ASTM E8/E8M, Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials
DIN 50125, Testing of metallic materials — Tensile test pieces
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO/ASTM 52900 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
grain size
average grain size in the metallurgical structure when viewed in cross-section
4 Abbreviations
The abbreviations listed in Table 2 are used throughout this document.
Table 2 — Abbreviations
AM additive manufacturing
EDX energy-dispersive X-ray spectroscopy
SEM scanning electron microscope
CAD computer aided design
NDT non-destructive testing
QA quality assurance
COC certificate of conformance
ASL approved supplier list
HIP hot isostatic pressing
EDM electrical discharge machining
PBF powder bed fusion
5 Qualification
5.1 General
The manufacturer shall demonstrate the capability to produce AM parts to the requirements given in
the purchase specification. The inspection and testing described in the following clauses are performed
and assessed using the methods and acceptance criteria stated in the purchase specification.
NOTE Inspection and testing methods are specified at the design stage, as described in ISO/ASTM 52927,
and are in accordance with the relevant standards and regulations that are required for the conformity of that
part.
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5.2 Part validation
Validation that the part produced complies with the requirements of the purchase specification shall be
captured in a qualification record. A typical ‘qualification record’, shall consist of:
— technical documentation relating to part(s) produced;
— facility documentation;
— quality assurance (QA) documentation.
5.3 Technical documentation relating to part(s) produced
The technical documentation relating to part(s) produced shall contain:
— part specification in accordance with ISO/ASTM 52927, which includes inspection methods,
associated plans, acceptance criteria, and representative quality indicators where applicable;
— feedstock specification, test results and declaration of conformity in accordance with
ISO/ASTM 52907;
— material specification (consolidated product material properties specification);
— manufacturing plan (e.g. see ISO/ASTM 52904);
— records of destructive and non-destructive testing;
— inspection record for the part (in accordance with the purchase specification);
— other documentation required by the purchaser, regulation or product standard (e. g. material
identification, labelling, product instructions).
NOTE 1 For some materials, there is a singular specification that controls both feedstock and material
properties, such as metallurgical and mechanical properties.
NOTE 2 Technical specifications for metal powders are addressed in ISO /ASTM 52907.
5.4 Facility documentation
5.4.1 Additive manufacturer documentation requirements
Facility documentation requirements for industrial manufacturing sites are addressed in
ISO/ASTM 52920.
For the purpose of this document, an outline of the relevant manufacturing plant and equipment shall
be provided at the request of the buyer. The outline shall include the major items of equipment used for
post processing, inspection, and testing (including details of geographical location).
The following facility documentation shall be provided:
— records of equipment qualification in accordance with ISO/ASTM TS 52930;
— records of powder lifecycle management in accordance with ISO/ASTM 52928.
The requirements in this subclause are met where a quality management system is in place (see 5.5).
5.4.2 Subcontractor documentation requirements
Where the manufacturer subcontracts post-processing and/or testing activities, the manufacturer
shall be able to indicate the conditions under which these activities are subcontracted and shall provide
a purchase specification for the operations involved.
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The manufacturer shall assess and approve the subcontractors for their capability to perform the
subcontracted activity to the required quality level.
5.5 Quality assurance documentation
General QA documentation requirements are met by introducing a quality management system (e.g.
ISO 9001 or ISO 13485).
Additive manufacturing QA documentation requirements shall be in accordance with ISO/ASTM 52920.
6 Post processing
6.1 General
Post-processing consists of activities performed after the completion of a build cycle but prior to final
inspection activities.
NOTE Intermediate inspection can be performed between post-processing activities.
Post-processing operations are typically performed to achieve the desired material properties, final
geometry and surface finish, and can include the following steps:
— post-build activities (e.g. cool down, declamping, removal from the AM machine, part cleaning);
— thermal treatment;
— separation from the build platform and support structures;
— surface finishing.
At the post-processing stage there are also several system-based operations performed (i.e. not related
to the AM part) to prepare for subsequent builds. These activities are covered within other standards
and include:
— recovery and reprocessing of unfused powder (in accordance with ISO/ASTM 52928);
— AM equipment cleaning and maintenance (in accordance with ISO/ASTM 52920).
6.2 Post-build activities
Following successful completion of the build, the chamber is allowed to cool and unfused powder is
recovered from the build chamber. Once the build chamber is opened, the build platform fasteners
can be removed, and care shall be taken to avoid deflection, which could induce cracking, due to the
build-up of any residual stresses within the build. (see ASTM F3530-22)
Once the build assembly is removed from the AM machine, it can be cleaned and visually inspected
(e.g. for imperfections, discolouration, separation from support structures). Loose powder that remains
on the build assembly after exposure to atmosphere (i.e. no longer within an inert environment) can
be removed by various methods (e.g. compressed gas, brushing, vacuum, sonic or ultrasonic cleaning
methods). Loose powder removed at this stage shall be considered to be waste powder and disposed of
safely.
For some non-reactive materials, loose powder that is removed within a controlled environment (e.g.
glovebox, automatic depowdering unit), can also be reused where allowed by the manufacturer’s
procedures, subject to contamination and traceability controls.
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6.3 Thermal treatment
6.3.1 General
Although it is not mandatory to apply any thermal treatment to additively manufactured parts, the
following points should be considered.
NOTE Thermal treatment is executed after it is ensured that all powder located in internal channels is
removed.
6.3.2 Reducing residual stresses
The build-up of successive layers with rapid heating and cooling generates residual stresses in
the component, which can lead to distortion. Where used, support structures help to minimise this
distortion by providing stiffness within the build assembly to resist deflection due to these residual
stresses. Therefore, the build assembly is typically stress relieved prior to the removal of any support
structures, although this is not mandatory. The release of thermal stresses can lead to distortion, over
a short or prolonged period of time. Furthermore, local stress peaks can occur in the part, which can
significantly reduce fatigue strength and lead to premature cracking. Stress-relief reduces stresses in
the component in a controlled manner after manufacture, thereby preventing distortion.
6.3.3 Reducing anisotropy
The as-built part can exhibit anisotropy, which may be normalised to minimise the orientation
and location dependence on the mechanical properties of the formed material and achieve the final
mechanical property requirements.
NOTE ISO/ASTM 52909 includes supplementary guidelines for the evaluation of finished part properties,
including orientation and location dependence, for metal parts produced by powder bed fusion.
6.3.4 Prepare material for mechanical post-processing
Processes such as annealing can reduce the hardness of the as-built material to facilitate subsequent
machining operations. Annealing, followed by ageing, can reduce intergranular corrosion and cracking.
6.3.5 Densification
Hot isostatic pressing (HIP) can improve material properties through the reduction of porosity and
anisotropy.
NOTE 1 ASTM A 1080/A 1080M provides a standard practice for hot isostatic pressing of steels, stainless
steels and related alloys.
The thermal treatment specified depends on the material and desired mechanical properties, as defined
within the material specification and agreed between manufacturer and purchaser.
NOTE 2 ASTM F 3301a includes details of thermal treatments for various metals produced by powder bed
fusion.
Test specimens used for destructive testing shall be representative of the part and therefore be
subjected to the same thermal post-processing operations as the part they represent.
6.3.6 Annealing and aging
Annealing, followed by ageing, can also enable grain boundary carbides to enter into solution and thus
prevent unacceptable grain boundary carbide precipitation, which can lead to intergranular corrosion
and cracking.
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6.4 Separation from the built platform and support structures
Various items can be present within the build assembly, which require separation from the build
platform, from support structure and/or from other items (e.g. the part, test specimens). A suitable
method of separation shall be specified in the manufacturing plan, such that separation does not have
a detrimental effect on the integrity of the part or test specimens, e.g. wire EDM, metallographic saw,
breaking parts off by hand.
Separation from the build platform should be studied to determine the best method and when to be
performed (see 6.3.2).
6.5 Surface finishing
6.5.1 Surface finishing operations
Suitable finishing operations may be selected by the manufacturer and shall be defined within the
manufacturing plan, to achieve the final geometry and surface finish requirements, specified in the
design.
NOTE Numerous finishing operations are available, examples of which are listed below:
— machining (e.g. turning, drilling, milling);
— electrical discharge machining (EDM);
— abrasive operations (e.g. grinding, polishing, vibratory finishing, abrasive slurries);
— blasting operations (e.g. sand blasting, shot peening);
— chemical finishing (e.g. plating, dipping, degreasing);
— coating (e.g. painting, spraying, powder coating).
The selection depends upon the material, geometry (e.g. size, complexity, accessibility), surface finish
(e.g. roughness, waviness, lay), tolerances, aesthetic and economic considerations.
6.5.2 Machining allowances
Depending on the requirements of an additively manufactured part, it may be necessary to machine one
or several areas to comply with the required tolerances. This typically requires a machining allowance
which comprises at least the maximum possible dimensional deviation.
Machining allowances are to be regarded as a “cutting allowance”, i.e. for machining solids of revolution
or for two-sided machining, allowances shall be applied twice in accordance with ISO 21920-1 or ANSI/
ASME Y14.5.
Consideration should also be given to the fact that, depending on the geometry, additively manufactured
parts may be subject to warpage. An additional machining allowance may be required for this (see
ASTM F3530-22).
7 Inspection and testing
7.1 General
The following aspects may be controlled and documented for quality assurance purposes (e.g. through
controlled procedures and records):
— metallurgical testing;
— mechanical testing;
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— surface quality inspection;
— geometrical inspection (form, dimension and tolerances);
— non-destructive testing.
NOTE Additional records, not covered in this document:
— machine build log report, see ISO/ASTM 52904;
— powder cycle/reconditioning, see ISO/ASTM 52928;
— equipment maintenance records, see ISO/ASTM TS 52930;
— cleaning lenses/building chamber → quality specification, see ISO/ASTM TS 52930;
— filter (quality, saturation, condensate), see ISO/ASTM TS 52930;
— in-process monitoring (melt pool analysis, etc.), see ISO/ASTM 52920.
7.2 Metallurgical testing
7.2.1 Objective
Numerous methods have been developed in metallography to quantitatively and/or qualitatively
describe structural characteristics in metallic materials, including defects such as pores and cracks.
These can equally be applied to the analysis of test specimens and parts made by PBF to provide
information about manufacturing quality, material characteristics and behaviour. The structure
of a material is characterised by the type, size, shape, distribution and orientation of the structural
components. Numerous metallographic investigations can be carried out by examining the structure
of a polished cross-section of a test specimen or appropriately prepared part with the naked eye, a
magnifying glass or a microscope. While general metallographic procedures described in other
standards are typically sufficient for the preparation of metals produced in laser powder bed fusion,
there are structures and features specific to this production method that occur frequently enough to be
of note.
7.2.2 Test specimen selection, design, and preparation for part characterization
Metallographic characterization of parts produced by powder bed fusion is a common operation,
but there are process and material details that may not be immediately apparent to new users of the
technology. The two fundamental test specimen types that are commonly processed are those cut from
actual parts and those specifically designed to be used for metallographic evaluation.
In the case of test specimens cut from actual parts, a typical goal is to ensure that the test specimen is
free from defects. In the powder bed fusion process, material is formed at the same time as the part,
and an approach akin to that taken in the characterization of cast materials is required, as opposed
to the approach taken in subtractive manufacturing processes where the material properties are
already known. Care shall be taken because many imperfections depend on the specific geometry
that is produced, so it can be difficult to extrapolate material quality characteristics from simple test
specimens to complex parts, even when using the same powder and build parameters. For the purposes
of sectioning the part, the use of either metallographic saws or wire EDM is recommended over
machining, to ensure that the material is not adversely affected during sectioning. This is of particular
concern with softer materials.
The second case of processing parts designed for metallographic characterization allows for substantial
freedom to design the part to fit the need and ease the process of test specimen preparation. A few
considerations for the design of the test specimen geometry are listed in the following:
a) Test specimen size: The test specimen should be sized appropriately to fit in the metallographic
mounting cup or mould or planned to be sectioned so that it will fit. Again, when possible, the parts
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should be sectioned using a method that does not adversely affect the material. Metallographic
saws or wire EDM are commonly used for this purpose.
b) Location: If the test specimen is cut out of a part, the location should be defined in a drawing of the
part and added to the documentation in the test report.
c) Polished face orientation: The polished face of the part may be in a plane parallel to the build
platform (XY), or in a plane parallel with the build direction (Z), which are often of great importance
for the types of structures that are visible in the test specimen. For the characterization of some
effects, it can be beneficial to introduce a feature in the part to indicate the orientation of the part
within the XY plane as well.
The plane of polishing shall be specified in the quality control plan for the part. If no direction is
specified, then both directions should be evaluated.
d) Surface effects: Often the external surfaces of parts produced in laser powder bed fusion parts are
not representative of the bulk, internal material. Observation of this surface region can or cannot
be the goal of the characterization effort, but users should be aware that characterization efforts in
near surface regions are subject to these effects.
e) Mounting method: If mounting fine structures, such as lattices or parts with thin walls, hot
mounting is not recommended as the pressure that is used during the mounting process can
substantially deform the part.
f) Labelling: In the case where a number of test specimens from a single build is cut, mounted and
polished, it can be beneficial to label directly into the part such that labels are visible during
subsequent steps.
g) Required material response: For example, a part that is used for the characterization of bulk
material density cannot be well suited to determining the level of near surface porosity. It is
recommended to consider the required material response.
h) Thermal treatment: It may be desired to perform thermal post-processing (see 6.3) in addition to
mechanical post-processing. Test specimens shall be subjected to the same post-processing as the
parts they represent.
The test specimen shall be prepared in accordance with a standard specified (e.g. ASTM E3). After the
test specimen is mounted using either a hot mount press or cold mount mould, it is typical to grind and
then polish the test specimen.
After fine polishing, there are several possible subsequent steps. This is the ideal time to measure
bulk porosity in the test specimen by taking a digital photo and processing the image to determine the
relative density, as described in 7.2.3. After this analysis, the test specimen may be chemically etched
to show additional structure and permit a more detailed examination of the metallic structure in PBF.
In most of the cases etching is required to reveal the separate microstructural constituents of a metal
alloy. Various etching techniques exploit the diversity of individual types of grain, e.g. crystallographic
orientation, chemical composition, hardness, chemical resistance. A wide variety of etching techniques
can be used on metallographic specimens.
In certain materials, etching in the as-build condition also exposes features unique to materials
produced by powder bed laser fusion. It is often possible to see evidence of each pass of the laser over
the material. In these materials, it is often possible to see the path of both the bulk scan and the contour
scan, which can be beneficial when diagnosing porosity problems due to insufficient overlap between
those scans.
7.2.3 Test methods, parameters, and test specimens
Refer to ISO/ASTM 52927 for examples of suitable test methods, parameters, and test specimens.
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7.2.4 Chemical analysis
The chemical composition shall be determined using methods stipulated in the material specification.
7.2.5 Metallurgical properties
The grain size shall be measured in at least two orthogonal planes (e.g. horizontal and vertical planes
relative to the build direction) because of the potential for microstructure anisotropy.
7.2.6 Determining the non-metallic inclusion content
Non-metallic inclusion content shall be assessed using a method appropriate for the selected material
(see ISO/ASTM 52927 and the relevant material specification).
7.2.7 Analysis and test report
When analysing metallographic specimens, it is important to be aware of the micro-structural
characteristics created by the layer-on-layer construction process of metal parts made by PBF. The test
report shall contain at least the following information:
— reference to the applied standards;
— specimen type;
— specimen identification;
— material;
— any special remarks, e.g. thermal treatment;
— test conditions;
— orientation of specimen in the build space;
— relative location of specimen in the build space;
— test specimen (derived from part) or sample;
— results of the analysis (in accordance with the test standard);
— if a specific microstructure is required to be present in any specified location in the part, a
metallographic specimen shall be removed from that location, which location shall be illustrated
in the report. Any etchant used to reveal the specimen microstructure shall be identified in the
written portion of the report;
— other information required by the selected test standard.
7.3 Material testing
7.3.1 General
Appropriate test methods shall be selected, and specified in the manufacturing plan, to determine the
mechanical properties required by the material specification.
NOTE Refer to ISO/ASTM 52927 for examples of suitable test methods.
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7.3.2 Orientation in the build space
Test specimens shall be located and oriented within the representative build envelope, including the
worst-case condition (i.e. location/orientation), to characterize the process and assess the risk of
mechanical variation within the build envelope.
NOTE 1 ISO/ASTM 52911 (series) provides technical design guidelines for positioning in the build space, with
consideration of orientation with respect to the build platform and the recoater.
NOTE 2 ISO/ASTM 52921 provides standard practice for part positioning, coordinates and orientation.
7.3.3 Test specimen geometry and surface quality
Test specimen geometry and surface quality are defined in the standard for the test.
NOTE Examples of geometric test pieces are available in ISO/ASTM 52902.
7.3.4 Density (part)
The relative density of parts produced by powder bed fusion is typically at least 99,8 % of the theoretical
material density.
Density can be tested by Archimedean methods, by gas pycnometry (see ISO 12154) or optically by
quantitative analysis of metallographic specimen images. Non-destructive testing methods can also be
used for density evaluation via image processing of 2D or 3D images (see 7.3.6).
Archimedean methods are typically faster and provide information about overall porosity, whilst image
analysis methods yield more information about the type and distribution of porosities within a single
plane or in a volume. Archimedean methods are typically used to determine density in the early phases
of metallographic qualification testing. Determining density purely by gravimetric means (i.e. using
measurements to calculate the volume and weighing a specimen) is not considered to be sufficiently
accurate.
Figure 1 shows a typical analysis via image analysis method of the microstructures of test specimens
with a density greater than 99 %. and Figure 2 shows a density of less than 99 %.
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Figure 1 — Light micrograph of the micro-section (unetched) of 316L grade steel with a density
of more than 99 %
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Figure 2 — Light micrograph of the micro-section (unetched) of 316L grade steel with a density
of less than 99 %
7.3.5 Archimedean method
7.3.5.1 Objective
To determine density by the Archimedean method, a part is weighed in air initially, and then in liquid.
The advantage of this method compared with apparent solid density determination by quantitative
structural analysis is that results can be obtained with comparative ease and cover the entire volume
range of the part or specimen. The disadvantage is that this method only determines the density. It
provides no information about the type, distribution and shape of structural porosities.
7.3.5.2 Test methods, parameters, and test specimens
Density shall be determined in accordance with the procedure described in ISO 3369, ASTM B962 or
ASTM B311. For test specimens with relative densities less than 98 %, ASTM B963 may be used.
7.3.5.3 Test specimen preparation
ISO 3369 stipulates a test specimen volume of more than 0,5 cm . Thus, an optimal compromise between
cost-effective test specimen production, ease of handling, measurement accuracy and information value
of the microstructure is needed. Cube-shaped test specimens which retain an edge length of 10 mm
after separation from the build platform are recommended. According to the standard, test specimen
surfaces shall be cleaned. It is also advisable to completely remove any surface roughness caused by
processing by machining to avoid measurement errors for weighing in liquid caused by air bubbles
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adhering to the test specimen. It is also permissible to use a mild surfactant to minimize adhesion of
bubbles when a machined or improved surface finish is not possible.
7.3.5.4 Analysis and test report
Density determination shall be conducted and reported in accordance with ISO 3369:2006, Clause 8.
7.3.6 Image analysis of metallographic specimens
7.3.6.1 Objective
Determining density by porosity analysis as part of the quantitative microstructural analysis permits
comparative determination of the relative density of a test specimen, especially if test specimens
always go through the individual stages in the same way. Compared with density determination by
the Archimedean principle, the main adv
...

NORME ISO/ASTM
INTERNATIONALE 52908
Première édition
2023-11
Fabrication additive de métaux —
Propriétés des pièces finies — Post-
traitement, inspection et essais des
pièces produites par fusion sur lit de
poudre
Additive manufacturing of metals — Finished part properties — Post-
processing, inspection and testing of parts produced by powder bed
fusion
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou un intranet, sans autorisation écrite soit de l’ISO à l’adresse ci-après,
soit d’un organisme membre de l’ISO dans le pays du demandeur. Aux États-Unis, les demandes doivent être adressées à ASTM
International.
ISO copyright office ASTM International
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700
CH-1214 Vernier, Genève West Conshohocken, PA 19428-2959, USA
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Web: www.iso.org Web: www.astm.org
Publié en Suisse
ii
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
4 Abréviations . 2
5 Qualification . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Validation de la pièce . 3
5.3 Documentation technique relative à la ou aux pièce(s) produite(s). 3
5.4 Documentation de l’installation . 3
5.4.1 Exigences de documentation des fabricants additifs . 3
5.4.2 Exigences de documentation des sous-traitants . 4
5.5 Documentation d’assurance qualité . 4
6 Post-traitement . 4
6.1 Généralités . 4
6.2 Activités de post-traitement . 5
6.3 Traitement thermique . 5
6.3.1 Généralités . 5
6.3.2 Réduction du stress résiduel . 5
6.3.3 Réduction de l’anisotropie . 5
6.3.4 Préparation du matériau pour le post-traitement mécanique . 6
6.3.5 Densification . 6
6.3.6 Recuit et vieillissement . 6
6.4 Séparation de la plateforme de fabrication et des structures support . 6
6.5 Finition de surface . 6
6.5.1 Opérations de finition de surface . 6
6.5.2 Tolérances d’usinage . 7
7 Inspection et essais . 7
7.1 Généralités . 7
7.2 Essais métallurgiques . 7
7.2.1 Objectif . 7
7.2.2 Sélection, conception, et préparation de l'éprouvette pour la caractérisation
de la pièce . 8
7.2.3 Méthodes d’essai, paramètres et éprouvettes. 9
7.2.4 Analyse chimique . 9
7.2.5 Propriétés métallurgiques . 9
7.2.6 Détermination de la teneur en inclusions non métalliques. 9
7.2.7 Analyse et rapport d’essai . 10
7.3 Essais de matériau. 10
7.3.1 Généralités . 10
7.3.2 Orientation dans l’espace de fabrication . 10
7.3.3 Géométrie et qualité de surface de l'éprouvette d'essai . 10
7.3.4 Densité (pièce) . 11
7.3.5 Méthode archimédienne .12
7.3.6 Analyse d’images d’éprouvettes métallographiques .13
7.4 Essai mécanique . 15
7.4.1 Essais statiques . 15
7.4.2 Essais dynamiques . 20
7.5 Inspection de la qualité de surface . 22
7.6 Inspection géométrique (forme, dimensions et tolérances) .22
7.7 Essais non destructifs .22
iii
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Bibliographie .23
iv
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de document ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner
l’utilisation d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité
et à l’applicabilité de tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent
document, l’ISO n'avait pas reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa
mise en application. Toutefois, il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent
document que des informations plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de
brevets, disponible à l'adresse www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié tout ou partie de tels droits de propriété.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/iso/foreword.html.
Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 261, Fabrication additive, en
coopération avec le Comité ASTM F42, Technologies de fabrication additive, dans le cadre d’un accord de
partenariat entre l’ISO et ASTM International dans l’objectif de créer un ensemble de normes ISO/ASTM
sur la fabrication additive, et en collaboration avec le Comité technique CEN/TC 438 Fabrication additive
du Comité Européen de Normalisation (CEN), conformément à l'Accord de coopération technique entre
l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/members.html.
v
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Introduction
Comme avec les procédés de fabrication conventionnels (par exemple moulage et fraisage), les pièces
métalliques produites par les technologies de fabrication additive ont des caractéristiques critiques
pour la qualité. Ces caractéristiques comprennent la densité, la résistance, la dureté, la qualité de
surface, l’exactitude dimensionnelle, les contraintes résiduelles, l’absence de fissures, de cavités et
d’homogénéité structurale, qui sont généralement soumises à l’essai dans des composants fabriqués
de manière additive. La qualité des composants fabriqués de manière additive est essentielle pour des
composants fonctionnels produits à une échelle industrielle. Ainsi, il est nécessaire de qualifier les
procédés de fabrication additive selon des critères uniformes et d’appliquer des essais normalisés en
cours de procédé et après le procédé.
vi
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NORME INTERNATIONALE ISO/ASTM 52908:2023(F)
Fabrication additive de métaux — Propriétés des pièces
finies — Post-traitement, inspection et essais des pièces
produites par fusion sur lit de poudre
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les exigences pour la qualification, l’assurance qualité et le post-traitement
pour les pièces métalliques fabriquées par fusion sur lit de poudre.
Le présent document spécifie des méthodes et des modes opératoires pour les essais et la qualification
de différentes caractéristiques de pièces métalliques fabriquées de manière additive par fusion sur lit
de poudre, conformément à l’ISO/ASTM 52927, catégories H et M.
Le présent document est destiné à être utilisé par des fournisseurs de pièces et/ou par des clients de
pièces.
Le présent document spécifie des procédures de qualification permettant le cas échéant d’atteindre les
niveaux de qualité définis.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 3369:2006, Matériaux en métal fritté imperméable et métaux-durs — Détermination de la masse
volumique
ISO 6892-1, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d'essai à température ambiante
ISO 18265, Matériaux métalliques — Conversion des valeurs de dureté
ISO 21920-1, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Partie
1: Indication des états de surface
ISO/ASTM 52900, Fabrication additive — Principes généraux — Fondamentaux et vocabulaire
ISO/ASTM 52907, Fabrication additive — Matières premières — Méthodes pour caractériser les poudres
métalliques
ISO/ASTM 52920, Fabrication additive — Principes de qualification — Exigences pour les procédés et les
sites industriels de production en fabrication additive
ISO/ASTM 52927, Fabrication additive — Principes généraux — Principales caractéristiques et méthodes
1)
d’essai correspondantes
2)
ISO/ASTM 52928, Fabrication additive — Matières premières — Gestion du cycle de vie de la poudre
ISO/ASTM/TS 52930, Fabrication additive — Principes de qualification — Installation, fonctionnement et
performances (IQ/OQ/PQ) de l'équipement de PBF-LB
1)  En cours d'élaboration. Stade au moment de la publication ISO/DIS 52927:2023.
2)  En cours d'élaboration. Stade au moment de la publication ISO/DIS 52928:2023.
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ANSI/ASME Y14.5, Dimensioning and Tolerancing
ASTM B311, Standard Test Method for Density of Powder Metallurgy (PM) Materials Containing Less Than
Two Percent Porosity
ASTM B962, Standard Test Methods for Density of Compacted or Sintered Powder Metallurgy (PM) Products
Using Archimedes’ Principle
ASTM E8/E8M, Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials
DIN 50125, Testing of metallic materials — Tensile test pieces
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO/ASTM 52900 ainsi
que les suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
taille des grains
taille moyenne des grains dans la structure métallurgique lorsqu’ils sont vus en coupe transversale
4 Abréviations
Les abréviations énumérées dans le Tableau 2 sont utilisées dans l’ensemble du présent document.
Tableau 2 — Abréviations
FA fabrication additive
EDS spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie
MEB microscope électronique à balayage
CAO conception assistée par ordinateur
END essais non destructifs
AQ assurance qualité
COC certificat de conformité
LFA liste des fournisseurs agréés
HIP pressage isostatique à chaud
EDM usinage par électro-érosion
PBF fusion sur lit de poudre
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5 Qualification
5.1 Généralités
Le fabricant doit démontrer la capacité de produire des pièces de FA selon les exigences données dans la
spécification d’achat. L’inspection et les essais décrits dans les articles suivants sont réalisés et évalués
en utilisant les méthodes et les critères d’acceptation indiqués dans la spécification d’achat.
NOTE Les méthodes d’inspection et d'essai sont spécifiées au stade de la conception, tel que décrit dans
l’ISO/ASTM 52927, et sont conformes aux normes et aux réglementations pertinentes qui sont requises pour la
conformité de la pièce concernée.
5.2 Validation de la pièce
La validation du fait que la pièce produite est conforme aux exigences de la spécification d’achat doit
être enregistrée dans un dossier de qualification. Un «dossier de qualification» type doit être constitué
de:
— une documentation technique relative à la ou aux pièce(s) produite(s);
— une documentation de l’installation;
— une documentation de l’assurance qualité (AQ).
5.3 Documentation technique relative à la ou aux pièce(s) produite(s)
La documentation technique relative à la ou aux pièce(s) produite(s) doit contenir:
— une spécification d’achat conforme à l’ISO/ASTM 52927, qui comprend des méthodes d’inspection,
des plans associés, des critères d’acceptation, et des indicateurs de qualité représentatifs le cas
échéant;
— une spécification de la matière première, des résultats d’essai et une déclaration de conformité
conformément à l’ISO/ASTM 52907;
— une spécification du matériau (spécification des propriétés du matériau consolidé du produit);
— un plan de fabrication achevé (par exemple voir ISO/ASTM 5904);
— des enregistrements des essais destructifs et non destructifs;
— un enregistrement d’inspection pour la pièce (conformément à la spécification d’achat);
— d'autres documentations requises par l’acheteur, une réglementation ou une norme de produit (par
exemple identification du matériau, étiquetage, instructions concernant le produit).
NOTE 1 Pour certains matériaux, il y a une spécification singulière qui commande à la fois les propriétés de la
matière première et du matériau, telles que les propriétés métallurgiques et mécaniques.
NOTE 2 Les spécifications techniques pour les poudres métalliques sont traitées dans l’ISO /ASTM 52907.
5.4 Documentation de l’installation
5.4.1 Exigences de documentation des fabricants additifs
Les exigences de documentation d’installation pour les sites de fabrication industrielle sont traitées
dans l’ISO/ASTM 52920.
Pour les besoins du présent document, un aperçu de l'usine et de l'équipement de fabrication
pertinents doit être fourni à la demande de l'acheteur. L’aperçu doit comprendre les éléments majeurs
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de l'équipement utilisé pour le post-traitement, l’inspection et les essais (y compris les détails du lieu
géographique).
La documentation d’installation suivante doit être fournie:
— enregistrements de qualification de l’équipement conformément à l’ISO/ASTM TS 52930;
— enregistrements de gestion du cycle de vie de la poudre conformément à l’ISO/ASTM 52928.
Les exigences dans le présent Article sont respectées dans le cas où un système de contrôle de la qualité
est en vigueur (voir 5.5).
5.4.2 Exigences de documentation des sous-traitants
Lorsque le fabricant sous-traite des activités de post-traitement et/ou d’essais, le fabricant doit être
en mesure d'indiquer les conditions dans lesquelles ces activités sont sous-traitées et doit fournir une
spécification d’achat pour les opérations impliquées.
Le fabricant doit évaluer et approuver les sous-traitants pour leur capacité à réaliser l’activité sous-
traitée au niveau de qualité requis.
5.5 Documentation d’assurance qualité
Les exigences générales de documentation d’AQ sont remplies par l'introduction d'un système de
gestion de la qualité (par exemple l’ISO 9001 ou l’ISO 13485)
Les exigences de documentation d’AQ en fabrication additive doivent être conformes à l’ISO/ASTM 52920.
6 Post-traitement
6.1 Généralités
Le post-traitement consiste en des activités réalisées après l’exécution d’un cycle de fabrication mais
avant les activités d’inspection finale.
NOTE Une inspection intermédiaire peut être réalisée entre des activités de post-traitement.
Les opérations de post-traitement sont généralement réalisées pour obtenir les propriétés désirées de
matériau, la géométrie et la finition de surface finales, et peuvent comprendre les étapes suivantes:
— activités de post-traitement (par exemple refroidissement, desserrage, retrait de la machine de FA,
nettoyage de la pièce);
— traitement thermique;
— séparation de la plateforme de fabrication et des structures support;
— finition de surface.
Au stade de post-traitement, plusieurs opérations liées au système (c’est-à-dire non liées à la pièce de
FA) sont également réalisées pour préparer les fabrications ultérieures. Ces activités sont couvertes par
d’autres normes et comprennent:
— la récupération et le retraitement de la poudre non fusionnée (conformément à l’ISO/ASTM 52928);
— le nettoyage et la maintenance des équipements de FA (conformément à l’ISO/ASTM 52920).
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6.2 Activités de post-traitement
Suite à l’exécution réussie de la fabrication, la chambre est laissée à refroidir et la poudre non fusionnée
est récupérée dans la chambre de fabrication. Une fois que la chambre de fabrication est ouverte, les
éléments de fixation de la plateforme de fabrication peuvent être retirés, et des précautions doivent
être prises pour éviter une déformation, qui pourrait induire une fissuration, du fait de l’accumulation
de toutes contraintes résiduelles à l’intérieur de la fabrication (voir ASTM F3530-22).
Une fois que l’assemblage de fabrication est retiré de la machine de FA, il peut être nettoyé et inspecté
visuellement (par exemple pour des imperfections, une décoloration, la séparation des structures
support). La poudre libre qui reste sur l’assemblage de fabrication après exposition à l’atmosphère
(c’est-à-dire lorsqu’il n’est plus à l’intérieur d’un environnement inerte) peut être retirée par différentes
méthodes (par exemple gaz comprimé, brossage, vide, méthodes de nettoyage sonique ou par ultrasons).
La poudre libre retirée à ce stade doit être considérée comme un déchet de poudre et éliminée en toute
sécurité.
Pour certains matériaux non réactifs, la poudre libre qui est retirée à l’intérieur d’un environnement
contrôlé (par exemple boîte à gants, unité de dépoudrage automatique) peut également être réutilisée
lorsque cela est autorisé par les procédures du fabricant, sous réserve de contrôles de contamination et
de traçabilité.
6.3 Traitement thermique
6.3.1 Généralités
Bien qu’il ne soit pas obligatoire d’appliquer un traitement thermique quelconque à des pièces fabriquées
de manière additive, il convient que les points suivants soient considérés.
NOTE Le traitement thermique est effectué après s'être assuré que toute la poudre dans les canaux internes
a été retirée.
6.3.2 Réduction du stress résiduel
L’accumulation de couches successives avec un chauffage et un refroidissement rapides génère des
contraintes résiduelles dans le composant, qui peuvent conduire à une déformation. Lorsqu’elles sont
utilisées, les structures support aident à minimiser cette déformation en fournissant une rigidité à
l’intérieur de l’assemblage de fabrication pour résister à la déformation due à ces contraintes résiduelles.
Par conséquent, l’assemblage de fabrication subit généralement un relâchement de contraintes avant le
retrait de toutes les structures support, même si cela n’est pas obligatoire. La détente des contraintes
thermiques peut conduire à une déformation, sur une période de temps courte ou prolongée. Par ailleurs,
des pics de contrainte locaux peuvent se produire dans la pièce, qui peuvent significativement réduire
la résistance à la fatigue et conduire à une fissuration prématurée. Le relâchement des contraintes
réduit les contraintes dans le composant d’une manière contrôlée après la fabrication, empêchant ainsi
la déformation.
6.3.3 Réduction de l’anisotropie
La pièce conforme à l’exécution peut présenter de l’anisotropie, qui peut être normalisée pour minimiser
la dépendance de l’orientation et de l’emplacement sur les propriétés mécaniques du matériau formé et
satisfaire aux exigences de propriétés mécaniques finales.
NOTE L’ISO/ASTM 52909 comprend des lignes directrices supplémentaires pour l’évaluation des propriétés
de la pièce finie, y compris la dépendance de l’orientation et de l’emplacement, pour les pièces métalliques
produites par fusion sur lit de poudre.
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6.3.4 Préparation du matériau pour le post-traitement mécanique
Des procédés tels que le recuit peuvent réduire la dureté du matériau à l’état fabriqué pour faciliter
les opérations d’usinage ultérieures. Un recuit, suivi par un vieillissement, peut réduire la corrosion
intergranulaire et la fissuration.
6.3.5 Densification
Un pressage isostatique à chaud (HIP) peut améliorer les propriétés du matériau à travers la réduction
de la porosité et de l’anisotropie.
NOTE 1 L’ASTM A1080/A 108M fournit une pratique normalisée pour le pressage isostatique à chaud des
aciers, des aciers inoxydables et des alliages liés.
Le traitement thermique spécifié dépend du matériau et des propriétés mécaniques désirées, tels que
définis dans la spécification du matériau et convenus entre le fabricant et l’acheteur.
NOTE 2 L’ASTM F3301a comprend des détails de traitements thermiques pour différents métaux produits par
fusion sur lit de poudre.
Les éprouvettes utilisées pour des essais destructifs doivent être représentatives de la pièce et par
conséquent être soumises aux mêmes opérations de post-traitement thermique que la pièce qu’elles
représentent.
6.3.6 Recuit et vieillissement
Le recuit, suivi du vieillissement, peut également permettre aux carbures de bord de grain d'entrer
en solution et d'empêcher ainsi la précipitation inacceptable de carbures de bord de grain, qui peut
conduire à la corrosion intergranulaire et à la fissuration.
6.4 Séparation de la plateforme de fabrication et des structures support
Différents éléments peuvent être présents à l’intérieur de l’assemblage de fabrication, qui requièrent
une séparation de la plateforme de fabrication, de la structure support et/ou d’autres éléments (par
exemple la pièce, les éprouvettes d’essai). Une méthode adaptée de séparation doit être spécifiée dans
le plan de fabrication, de sorte qu’une séparation n’ait pas un effet préjudiciable sur l’intégrité de la
pièce ou des éprouvettes, par exemple, l'électroérosion par fil (wire EDM), scie métallographique et
démontage manuel des pièces.
Il convient d'étudier une séparation de la plateforme de fabrication afin de déterminer la meilleure
méthode et quand celle-ci doit être exécutée (voir 6.3.2).
6.5 Finition de surface
6.5.1 Opérations de finition de surface
Des opérations de finition adaptées peuvent être sélectionnées par le fabricant et doivent être définies
à l’intérieur du plan de fabrication, pour satisfaire aux exigences de géométrie et de finition de surface
finales, spécifiées dans la conception.
NOTE De nombreuses opérations de finition sont disponibles, dont des exemples sont énumérés ci-dessous:
— usinage (par exemple tournage, perçage, fraisage);
— usinage par électroérosion (EDM);
— opérations abrasives (par exemple meulage, polissage, finition vibratoire, boues abrasives);
— opérations de décapage (par exemple sablage, grenaillage de finition);
— finition chimique (par exemple dépôt, immersion, dégraissage);
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— revêtement (par exemple pose de peinture, pulvérisation, revêtement avec de la poudre).
La sélection dépend du matériau, de la géométrie (par exemple taille, complexité, accessibilité), de
la finition de surface (par exemple rugosité, ondulation, stries), des tolérances, de considérations
esthétiques et économiques.
6.5.2 Tolérances d’usinage
En fonction des exigences d’une pièce fabriquée de manière additive, il peut être nécessaire d’usiner une
ou plusieurs zones pour respecter les tolérances requises. Cela requiert généralement une tolérance
d’usinage qui comprend au moins la déformation dimensionnelle possible maximale.
Les tolérances d’usinage sont à considérées comme une «tolérance de coupe», c’est-à-dire que pour
un usinage de solides de révolution ou pour un usinage des deux côtés, les tolérances doivent être
appliquées deux fois par des symboles, conformément à l’ISO 21920-1 ou l'ANSI/ASME Y14.5.
Il convient également de prendre en considération le fait qu’en fonction de la géométrie, les pièces
fabriquées de manière additive peuvent être sujettes au gauchissement. Une tolérance d’usinage
supplémentaire peut être requise pour cela (voir ASTM F3530-22).
7 Inspection et essais
7.1 Généralités
Les aspects suivants peuvent être contrôlés et documentés à des fins d’assurance qualité (par exemple
au moyen de procédures et d'enregistrements contrôlés):
— essais métallurgiques;
— essais mécaniques;
— inspection de la qualité de surface;
— inspection géométrique (forme, dimensions et tolérances);
— essais non destructifs.
NOTE Enregistrements supplémentaires, non couverts dans le présent document:
— rapport journal de fabrication de la machine, voir l’ISO/ASTM 52904;
— cycle / reconditionnement de la poudre, voir l’ISO/ASTM 52928;
— enregistrements de maintenance des équipements, voir l’ISO/ASTM TS 52930;
— nettoyage des lentilles / de la chambre de fabrication → spécification de qualité, voir l’ISO/ASTM TS 52930;
— filtre (qualité, saturation, condensat), voir l’ISO/ASTM TS 52930;
— surveillance en cours de procédé (analyse du bain de fusion, etc.), voir l’ISO/ASTM 52920.
7.2 Essais métallurgiques
7.2.1 Objectif
De nombreuses méthodes ont été développées en métallographie pour décrire quantitativement et/ou
qualitativement les caractéristiques structurales dans les matériaux métalliques, y compris les défauts
tels que les pores et les fissures. Elles peuvent également être appliquées à l’analyse d’éprouvettes
d’essai et de pièces réalisées par fusion sur lit de poudre pour fournir des informations sur la qualité
de fabrication, les caractéristiques et le comportement du matériau. La structure d’un matériau est
caractérisée par le type, la taille, la forme, la distribution et l’orientation des composants structuraux.
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De nombreux examens métallographiques peuvent être réalisés en examinant la structure d’une
section transversale polie d’une éprouvette d'essai ou d’une pièce préparée de façon appropriée, à l’œil
nu, avec une loupe ou un microscope. Bien que les procédures métallographiques générales décrites
dans d’autres normes soient généralement suffisantes pour la préparation des métaux produits dans
une fusion laser sur lit de poudre, il existe des structures et des caractéristiques spécifiques à cette
méthode de production qui se rencontrent assez fréquemment pour être notables.
7.2.2 Sélection, conception, et préparation de l'éprouvette pour la caractérisation de la pièce
La caractérisation métallographique de pièces produites par fusion laser sur lit de poudre est
une opération courante, mais il existe des détails de procédé et de matériau qui peuvent ne pas
être immédiatement apparents pour les nouveaux utilisateurs de la technologie. Les deux types
fondamentaux d’éprouvettes qui sont couramment traités sont ceux découpés dans des pièces réelles et
ceux spécifiquement conçus pour être utilisés pour une évaluation métallographique.
Dans le cas d’éprouvettes découpées dans des pièces réelles, un objectif typique est d’assurer que
l’éprouvette est exempte de défauts. Dans le procédé de fusion sur lit de poudre, le matériau est
formé en même temps que la pièce, et une approche comparable à celle prise dans la caractérisation
des matériaux moulés est requise, par opposition à l’approche prise dans les procédés de fabrication
soustractive où les propriétés du matériau sont déjà connues. Des précautions doivent être prises parce
que beaucoup d’imperfections dépendent de la géométrie spécifique qui est produite, par conséquent,
il peut être difficile d’extrapoler les caractéristiques de qualité du matériau dans des pièces complexes
à partir de simples éprouvettes, même lorsque les mêmes poudre et paramètres de fabrication sont
utilisés. Pour les besoins du sectionnement de la pièce, l’utilisation de soit de scies métallographiques,
soit d’un EDM à fil est recommandée par rapport à un usinage, pour assurer que le matériau n’est pas
affecté de manière préjudiciable pendant le sectionnement. Ce point est d’une importance particulière
avec des matériaux plus doux.
Le second cas de traitement de pièces destinées à une caractérisation métallographique permet
une liberté substantielle de conception de la pièce pour s’adapter au besoin et faciliter le procédé de
préparation de l’éprouvette. Plusieurs considérations pour la conception de la géométrie de l'éprouvette
sont énumérées ci-dessous:
a) Taille de l’éprouvette: Il convient que l’éprouvette soit dimensionnée de manière appropriée pour
loger dans la coupelle ou le moule de montage métallographique, ou prévue pour être sectionnée
de manière à pouvoir y loger. De nouveau, si possible, il convient que les pièces soient sectionnées
en utilisant une méthode qui n’affecte pas de manière préjudiciable le matériau. Des scies
métallographiques ou un EDM à fil sont couramment utilisés à cette fin.
b) Emplacement: Si l’éprouvette est découpée dans une pièce, il convient que l'emplacement soit défini
dans un dessin de la pièce et ajouté à la documentation du rapport d'essai.
c) Orientation de la face polie: La face polie de la pièce peut être dans un plan parallèle à la plateforme
de fabrication (XY), ou dans un plan parallèle avec la direction de fabrication (Z), qui est souvent
d’une grande importance pour les types de structures qui sont visibles dans l’éprouvette. Pour
la caractérisation de certains effets, il peut être bénéfique d’introduire une caractéristique
dans la pièce pour indiquer également l’orientation de la pièce à l’intérieur du plan XY.
Le plan de polissage doit être spécifié dans le plan de contrôle de la qualité de la pièce. Si aucune
direction n'est spécifiée, il convient d’évaluer les deux directions.
d) Effets de surface: Souvent, les surfaces extérieures des pièces produites dans une fusion laser sur
lit de poudre ne sont pas représentatives du matériau interne en vrac. L’observation de cette région
de surface peut ou peut ne pas être l’objectif de l’effort de caractérisation, mais il convient que les
utilisateurs soient conscients du fait que les efforts de caractérisation menés dans des régions
proches de la surface sont sujets à ces effets.
e) Méthode de montage: Dans le cas d’un montage de structures fines, telles que les treillis ou les
pièces avec des parois fines, un montage à chaud n’est pas recommandé car la pression qui est
utilisée pendant le procédé de montage peut substantiellement déformer la pièce.
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f) Étiquetage: Dans le cas où un certain nombre d’éprouvettes issues d’une seule fabrication sont
découpées, montées et polies, il peut être bénéfique d’étiqueter directement dans la pièce de sorte
que les étiquettes soient visibles lors des étapes ultérieures.
g) Réponse requise du matériau: Par exemple, une pièce qui est utilisée pour la caractérisation de la
densité du matériau en vrac peut ne pas être bien adaptée à la détermination du niveau de porosité
près de la surface. Il est recommandé de considérer la réponse requise du matériau.
h) Traitement thermique: Il peut être souhaité de réaliser un post-traitement thermique (voir 6.3)
en complément d’un post-traitement mécanique. Les éprouvettes doivent être soumises au même
post-traitement que les pièces qu’elles représentent.
L’éprouvette doit être préparée conformément à une norme spécifiée (par exemple l’ASTM E3). Après
que l’éprouvette soit montée en utilisant soit une presse de montage à chaud, soit un moule de montage
à froid, il est habituel de meuler, puis de polir l’éprouvette.
Après un polissage fin, il existe plusieurs étapes ultérieures possibles. Il s’agit du moment idéal pour
mesurer la porosité de la masse de l’éprouvette en prenant une photo numérique et en traitant l’image
pour déterminer la densité relative, telle que décrite dans 7.2.3. Suite à cette analyse, l’éprouvette peut
être attaquée chimiquement pour montrer une structure supplémentaire et permettre un examen plus
détaillé de la structure métallique fondue sur lit de poudre. Dans la plupart des cas, une attaque est
requise pour révéler les constituants microstructuraux séparés d’un alliage métallique. Différentes
techniques d’attaque exploitent la diversité de types individuels de grains, par exemple, l’orientation
cristallographique, la composition chimique, la dureté, la résistance chimique. Une large variété de
techniques d’attaque peut être utilisée sur des éprouvettes métallographiques.
Dans certains matériaux, une attaque dans l’état fabriqué révèle également des caractéristiques
uniques de matériaux produits par fusion laser sur lit de poudre. Il est souvent possible de voir des
preuves de chaque passage du laser sur le matériau. Dans ces matériaux, il est souvent possible de voir
la trajectoire à la fois du balayage de la masse et du balayage du contour, ce qui peut être bénéfique lors
du diagnostic de problèmes de porosité dus à un chevauchement insuffisant entre ces balayages.
7.2.3 Méthodes d’essai, paramètres et éprouvettes
Se reporter à l’ISO/ASTM 52927 pour des exemples de méthodes d’essai, paramètres et éprouvettes
adaptés.
7.2.4 Analyse chimique
La composition chimique doit être déterminée en utilisant des méthodes stipulées dans la spécification
du matériau.
7.2.5 Propriétés métallurgiques
La taille des grains doit être mesurée dans au moins deux plans orthogonaux (par exemple les plans
horizontal et vertical par rapport à la direction de fabrication) en raison du potentiel d’anisotropie de la
microstructure.
7.2.6 Détermination de la teneur en inclusions non métalliques
La teneur en inclusions non métalliques doit être évaluée en utilisant une méthode appropriée pour le
matériau sélectionné (voir l'ISO/ASTM 52927 et la spécification de matériau pertinente).
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7.2.7 Analyse et rapport d’essai
Lors de l’analyse d’éprouvettes métallographiques, il est important d’être conscient des caractéristiques
microstructurales créées par le procédé de construction couche sur couche de pièces métalliques
produites par PBF. Le rapport d’essai doit contenir au moins les informations suivantes:
— référence aux normes appliquées;
— type d’éprouvette;
— identification de l’éprouvette;
— matériau;
— toutes remarques spéciales, par exemple, traitement thermique;
— conditions d’essai;
— orientation de l’éprouvette dans l’espace de fabrication;
— emplacement relatif de l’éprouvette dans l’espace de fabrication;
— éprouvette tirée d’une pièce ou d’un échantillon;
— résultats de l’analyse (conformément à la norme d’essai);
— si une microstructure spécifique doit être présente à un endroit précis de la pièce, un échantillon
métallographique doit être prélevé à cet endroit, qui doit être illustré dans le rapport. Tout agent
d'attaque utilisé pour révéler la microstructure de l'échantillon doit être identifié dans la partie
écrite du rapport;
— autres informations requises par la norme d’essai sélectionnée.
7.3 Essais de matériau
7.3.1 Généralités
Des méthodes d’essai appropriées doivent être sélectionnées, et spécifiées dans le plan de fabrication,
pour déterminer les propriétés mécaniques requises par la spécification du matériau.
NOTE Se reporter à l’ISO/A
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