ISO/ASTM DIS 52924

Additive manufacturing -- Qualification principles -- Classification of part properties for additive manufacturing of polymer parts

Fabrication additive -- Principes de qualification -- Classification des propriétés de la pièce pour la fabrication additive de pièces en polymère

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/ASTM DIS 52924
ISO/TC 261 Secretariat: DIN
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2020-04-07 2020-06-30
Additive manufacturing — Qualification principles —
Classification of part properties for additive manufacturing
of polymer parts
ICS: 25.030
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THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY
NOT BE REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL
STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
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BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL,
TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND
USER PURPOSES, DRAFT INTERNATIONAL
STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
Reference number
NATIONAL REGULATIONS.
ISO/ASTM DIS 52924:2020(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT
RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE AND TO
PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION. ISO 2020
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Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Symbols and abbreviations ....................................................................................................................................................................... 2

4.1 Symbols ......................................................................................................................................................................................................... 2

4.2 Abbreviations ........................................................................................................................................................................................... 3

5 Classification system ........................................................................................................................................................................................ 3

5.1 Definition of the classes of part property ........................................................................................................................ 3

5.2 Typical classification of important material classes and usage of the classification

system for part properties ............................................................................................................................................................ 4

6 Test specimens for determining the characteristic values for the classification system .........6

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 6

6.2 Tensile properties ................................................................................................................................................................................. 6

6.3 Dimensional accuracy ....................................................................................................................................................................... 6

6.4 Density ........................................................................................................................................................................................................... 7

6.5 Labelling ....................................................................................................................................................................................................... 7

6.6 Orientation, grid arrangement, and distribution in the build space ........................................................ 7

6.6.1 General...................................................................................................................................................................................... 7

6.6.2 Orientation and grid arrangement to be used ........................................................................................ 7

6.6.3 Distribution in the build space ............................................................................................................................ 7

6.7 Manufacturing ......................................................................................................................................................................................11

7 Determination of characteristic values and classification in the classification system ..........11

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................11

7.2 Mechanical properties ...................................................................................................................................................................11

7.2.1 General...................................................................................................................................................................................11

7.2.2 Determination of characteristic values .....................................................................................................12

7.2.3 Classification in the classifcation system .................................................................................................12

7.3 Dimensional accuracy ....................................................................................................................................................................12

7.3.1 General...................................................................................................................................................................................12

7.3.2 Determination of characteristic values .....................................................................................................12

7.3.3 Classification in the classification system ...............................................................................................13

7.4 Relative part density .......................................................................................................................................................................13

7.4.1 General...................................................................................................................................................................................13

7.4.2 Determination of characteristic values .....................................................................................................13

7.4.3 Classification in the classification system ...............................................................................................13

7.5 Classification in classes of part properties ..................................................................................................................13

8 Initial classification and regular checking of the classifications ....................................................................14

8.1 Standard classification procedure .......................................................................................................................................14

8.2 Initial classification ..........................................................................................................................................................................14

8.3 Regular checking ................................................................................................................................................................................14

8.4 Renewed determination of the classifications in case of replacement of relevant

machine components .....................................................................................................................................................................14

Annex A (informative) Form for part property classification according to ISO/ASTM 52924 ..............16

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................17

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ISO/ASTM DIS 52924:2020(E)
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 documents 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).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

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.

The committee responsible for this document is 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 aim to create a common set of ISO/ASTM

standards on Additive Manufacturing.
This is the first edition of this document.
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ISO/ASTM DIS 52924:2020(E)
Introduction

The goal of this document is to improve the communication between providers and users of additive

manufactured polymer parts in relation to the part quality to be supplied. For this purpose, quality

criteria and part properties are categorised into a system of quality classes.

In the additive manufacturing processes relevant for polymers, the part properties depend very heavily

on the machine systems, the material and the process control used. Typically, the process control can

be optimised for productivity or quality. These goals are in principle contradictory in the context of the

performance of a specific machine.

The property classes listed in this standard help to make clear the differences in quality. The property

classes enable the user to define part specifications for manufacturing.

Along with the specification of the property classes, this standard states which property classes can be

achieved with typical materials. Test specimens and their arrangement in the build space are specified

(The related CAD data are included with this document as positioned STL data.). The determination

of the mechanical tensile properties, the dimensional accuracy and the part density with the aid of

these test specimens is described to make possible the assignment to property classes for the related

characteristic values.
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/ASTM DIS 52924:2020(E)
Additive manufacturing — Qualification principles —
Classification of part properties for additive manufacturing
of polymer parts
1 Scope

This document establishes the required or the achievable classes of part properties for additive

manufactured polymer parts in order to get a common understanding on part quality. It is aimed at

providers of manufacturing services for polymer parts who use additive manufacturing machines and

at the customers for these services. Designers of parts as well as buyers and providers of manufacturing

services can specify, in a traceable manner, the required or the achievable level of part properties with

the aid of this standard.

This document applies to parts that have been manufactured from a thermoplastic polymer by means

of powder bed fusion with laser for polymers (PBF-LB/P), alternatively named laser sintering (LS)

or material extrusion (MEX). Its applicability to other processes for polymers shall be checked in the

specific case.
NOTE Laser sintering is also known as selective laser sintering (SLS ).

NOTE The process called material extrusion (MEX) in ISO/ASTM 52900 is also known as fused layer modelling

(FLM), fused layer manufacturing or fused deposition modelling (FDM) or fused filament fabrication (FFF).

The classification of part properties apply to parts that have not been post-processed after unpacking

from the build space and after removing possible support structures.
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 37:2017, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties

ISO 291:2008, Plastics — Standard atmospheres for conditioning and testing

ISO 527-1:2012, Plastics - Determination of tensile properties - Part 1: General principles

ISO 3167:2014, Plastics — Multipurpose test specimens

ISO 10350-1:2017, Plastics — Acquisition and presentation of comparable single-point data — Part 1:

Moulding materials
ISO 20457:2018, Plastics moulded parts — Tolerances and acceptance conditions
ISO/ASTM 52900:2018, Additive manufacturing; General principles — Terminology

ISO/ASTM 52921:2013-06, Standard terminology for additive manufacturing - Coordinate systems and

test methodologies
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO/ASTM 52900 and the

following apply.
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ISO/ASTM DIS 52924:2020(E)

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
3.1
part density

ratio of part mass, m, and measured part volume, V, of a laser sintered or material extruded part

ρ= (1)
Note 1 to entry: The part is generally cubeshaped.
3.2
laser sintered as manufactured

state of a cooled part after the end of the laser sintering process immediately after unpacking

Note 1 to entry: Laser sintered parts as manufactured are generally dry.

Note 2 to entry: The laser sintered part as manufactured state exists for the materials PA12, PA11, PP, PE, PAEK,

TPE in the following conditions:

— The build job is cooled to room temperature in a nitrogen atmosphere, where the supply of air during cooling

until the parts are unpacked shall be avoided if possible or reduced to a minimum.

— The parts are unpacked within three days of the end of the build job.

— The parts have been subjected to the air for a maximum of 4 h since the start of part removal.

— The parts removed are stored with the exclusion of air, e.g., in air-tight and moisture-tight packaging.

3.3
nominal material density
solid density of the feedstock, measured on a specimen free of pores

Note 1 to entry: In data sheets, the nominal material density is mostly stated as material density of compounded,

injection molded or compression molded material.
3.4
relative part density
ratio of part density, ρ (3.1), and nominal material density, ρ (3.3)
D= (2)
4 Symbols and abbreviations
4.1 Symbols
The following symbols are used throughout this standard:
Symbol Designation Unit
D relative part density %
m part mass g, kg
V part volume cm
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ISO/ASTM DIS 52924:2020(E)
Symbol Designation Unit
ρ part density g/cm
ρ nominal material density g/cm
4.2 Abbreviations
The following abbreviations are used throughout this standard:
ABS acrylonitrile butadiene styrene
LS laser sintering
MEX material extrusion
NW non-tool related dimensions
PA6 polyamide 6
PA11 polyamide 11
PA12 polyamide 12
PAEK polyaryletherketone
PC polycarbonate
PE polyethylene
PEI/PC polyetherimide/polycarbonate blend
PP polypropylene
TG tolerance group
TPE thermoplastic elastomer
TPA thermoplastic copolyamide
TPC thermoplastic polyester elastomer
TPU thermoplastic polyurethane
5 Classification system
5.1 Definition of the classes of part property

Classes of part properties shall be established based on mechanical tensile properties, density and

dimensional accuracy of manufactured parts.

To make the differences in quality during the additive manufacturing of polymer parts clearer and

easier to communicate, the classification system shown in Table 1 shall be used.

This system classifies typical value ranges for important part characteristics and assigns these ranges

to common materials for the laser sintering and material extrusion processes.

The classification system contains eleven different classes of part properties that are sequentially

numbered from 0 to 10.

Material characteristic values determined as per typical standards from the tensile test (ISO 527-1 or

for elastic materials ISO 37) and the density measurement in 7.4 are used as characteristic values. At

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ISO/ASTM DIS 52924:2020(E)

the same time, the dimensional accuracy achievable with additive manufacturing is assigned to the

tolerance classes according to ISO 20457 for dimensions that are not tool related.

The part property classes in the classes 0 to 10 cover ranges that can typically be achieved on

consideration of all the material aspects of polymer-processing additive processes. Here each

characteristic value shall be considered independent from the others and dependent on the part

orientation. This means that each characteristic value can have a different class.

Table 1 — (1 of 3)— Classes of part properties for polymer parts from additive manufacturing

Characteristic Tensile modulus Strength/ Ten- Strain at break/ Relative part Dimensional

value sile strength Elongation at density accuracy
break
Unit MPa MPa % %

Test standard ISO 527-1/ ISO 527-1/ ISO 37 ISO 527-1/ ISO 37 acc. to 8.3 ISO 20457

Class 10 > 8 000 > 100 > 200 > 99,5 —
Class 9 > 6 000 ≤ 8 000 > 85 ≤ 100 > 100 ≤ 200 > 99 ≤ 99,5 —
Class 8 > 5 000 ≤ 6 000 > 70 ≤ 85 > 50 ≤ 100 > 98,5 ≤ 99 TG 1 NW
Class 7 > 4 000 ≤ 5 000 > 60 ≤ 70 > 35 ≤ 50 > 97,5 ≤ 98,5 TG 2 NW
Class 6 > 3 000 ≤ 4 000 > 50 ≤ 60 > 25 ≤ 35 > 95 ≤ 97,5 TG 3 NW
Proper-
Class 5 > 2 500 ≤ 3 000 > 45 ≤ 50 > 20 ≤ 25 > 92,5 ≤ 95 TG 4 NW
ty class
Class 4 > 2 000 ≤ 2 500 > 40 ≤ 45 > 15 ≤ 20 > 90 ≤ 92,5 TG 5 NW
Class 3 > 1 500 ≤ 2 000 > 30 ≤ 40 > 10 ≤ 15 > 85 ≤ 90 TG 6 NW
Class 2 > 1 000 ≤ 1 500 > 20 ≤ 30 > 5 ≤ 10 > 80 ≤ 85 TG 7 NW
Class 1 > 500 ≤ 1 000 > 10 ≤ 20 > 3 ≤ 5 > 70 ≤ 80 TG 8 NW
Class 0 0 ≤ 500 > 0 ≤ 10 0 ≤ 3 > 0 ≤ 70 TG 9

5.2 Typical classification of important material classes and usage of the classification

system for part properties

The intention is to make the range of typical part properties for a material type and an additive

manufacturing process distinguishable and comparable. To clarify this point, typical classifications for

important material classes for laser sintering and for material extrusion are summarised in Table 2

based on the state of the art and experts’ experience.

The compilation shows that characteristic values cannot always be classified exactly in one grade. Due

to differences between machines and variations in parameters, the related achievable characteristic

values can fall into different classes. On the basis of Table 2, the quality of parts from different providers

and parameter sets can be compared and requirements on the specific parts can be defined.

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ISO/ASTM DIS 52924:2020(E)

Table 2 — (2 of 3)— Examples for classifications for typical laser sintering and material

extrusion materials
Char- Te Charac-teristic TPA/TPC/ PEI/PC PA 12
Class PA 12 (LS) PA 11 (LS) PAEK (LS) ABS (MEX)
ac- st st value range TPU (LS) (MEX) (MEX)
ter- Unit an
istic da
Alignment XY ZX XY ZX XY ZX XY ZX XY ZX XY ZX XY ZX
value rd
< 500 0 X X
500≤1000 1
1000≤1500 2 X X
1500≤2000 3 X X X X X X
2000≤2500 4 X X X
Ten-
ISO
sile
MPa 527- 2500≤3000 5 X
mod-
ulus
3000≤4000 6 X X
4000≤5000 7
5000≤6000 8
6000≤8000 9
> 8000 10
< 10 0 X X
10≤20 1 X X
20≤30 2 X X
Str
30≤40 3 X X
eng
ISO
th/
40≤45 4 X X X X
ns MPa 45≤50 5 X X X X X X
ile
ISO
50≤60 6 X X X X X X
str
eng
60≤70 7 X X
70≤85 8 X X
85≤100 9
> 100 10
< 3 0 X X X X
3≤5 1 X
Str 5≤10 2 X X X X
ain
10≤15 3 X X
ISO
bre
15≤20 4 X X X X
ak/
Elo % 20≤25 5 X X X
nga
ISO
25≤35 6 X X
tio
n at
35≤50 7 X X
bre
ak 50≤100 8 X X
100≤200 9 X X
> 200 10 X X
< 70 0
70≤80 1
80≤85 2
85≤90 3 X
Rel-
90≤92,5 4 X X X
ac-
ative
cord-
part % 92,5≤95 5 X X X X X
ing to
den-
8.3
95≤97,5 6 X X X X X X
sity
97,5≤98,5 7 X X X X X X
98,5≤99 8 X X X X X
99≤99,5 9 X
> 99,5 10
a The component density is specified independent of orientation.
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ISO/ASTM DIS 52924:2020(E)
Table 2 (continued)
Char- Te Charac-teristic TPA/TPC/ PEI/PC PA 12
Class PA 12 (LS) PA 11 (LS) PAEK (LS) ABS (MEX)
ac- st st value range TPU (LS) (MEX) (MEX)
ter- Unit an
istic da
Alignment XY ZX XY ZX XY ZX XY ZX XY ZX XY ZX XY ZX
value rd
TG 9 0
TG 8 NW 1
TG 7 NW 2 X X X X X X
TG 6 NW 3 X X X X X X X X X X X X X X
Di-
TG 5 NW 4 X X X X X X X X X X X X X X
men-
ISO
sional TG 4 NW 5 X X X X X X X X X X
20457
accu-
TH 3 NW 6
racy
TG 2 NW 7
TG 1 NW 8
a The component density is specified independent of orientation.

It shall be noted that the upper classes of part properties listed usually define the maximum values

currently technically possible. The definition of a requirement for a specific material with a higher class

is therefore not appropriate in this context and can only be achieved by a few specialists in exceptional

cases. At the same time, it shall be noted that the information relates to the unfilled material types in

each case.
6 Test specimens for determining the characteristic values for the
classification system
6.1 General

To perform a classification in the established system in clause 5, a comparable pool of data shall be

created. These data can only be determined by measurements on a minimum number of at least 7 test

specimens.

Test specimen shall be manufactured under defined process conditions and in particular with defined

test specimen arrangements.
Requirements established in 6.2 to 6.7 apply.
6.2 Tensile properties

Tensile test specimens according to ISO 3167 type A with a total length of at least 150 mm and a test

cross-section of 4 mm × 10 mm shall be used. For elastic materials (TPE, TPA, TPC, TPU), a test specimen

according to ISO 37 type S2 shall be used.

An alternative type of test specimen may be used, in consultation between suppliers and customers and

deviating from this standard, only in machines with a smaller usable build space (longest build space

edge or build space height less than 150 mm) on which the dimensions of the test specimens cannot be

met. This deviation shall be stated with the information on the classification with the tensile bar used.

6.3 Dimensional accuracy

Bars with a cross-section of 5 mm × 10 mm and different test specimen lengths shall be manufactured.

The lengths to be manufactured are around 24 mm, 40 mm, 65 mm, 100 mm and 150 mm and are

therefore in the middle of the nominal dimension ranges to be checked according to ISO 20457. Before

manufacturing, the length dimensions shall be adjusted to an integer multiple of the layer thickness

used. This is done to exclude measurement deviations due to the layer thickness during classification.

6 © ISO/ASTM International 2020 – All rights reserved
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ISO/ASTM DIS 52924:2020(E)

For this purpose the stated length dimensions are divided by the layer thickness, and the resulting

number shall be rounded to the next whole number. This rounded number is in turn multiplied by the

layer thickness. The resulting length is the test specimen length to be manufactured.

The larger lengths may be excluded, in consultation between suppliers and customers, only in machines

with a smaller usable build space (longest build space edge or build space height less than 150 mm)

on which the dimensions of the test specimens cannot be met. This deviation shall be stated with the

information on the classification with the modified validity range.
6.4 Density
Cubes with an edge length of 20 mm shall be used.
6.5 Labelling

All test specimens (specimen for tensile tests, dimensional bars, density cubes) shall be unambiguously

labelled such that the test specimens manufactured can be assigned unambiguously to the build

position.

The labelling shall not distort the mass of the density cubes. This can be achieved, e.g., by attachment of

easily removable flags to the STL file for the cube. Alternatively, the density cubes shall be manufactured

without labelling and to be labelled using a permanent pen during part removal from the AM machine.

6.6 Orientation, grid arrangement, and distribution in the build space
6.6.1 General

To create a pool of data that is as comparable as possible between different suppliers, machines and

materials for the classification system, the orientation, the grid arrangement, and the distribution of

the test specimens in the build space during the build process shall be stated.
6.6.2 Orientation and grid arrangement to be used

For test specimen for tensile testing and dimensional accuracy in 6.2 and 6.3 different build orientations

in the entire usable build area including the corner areas shall be taken into account.

For a flat orientation (orientation XY according to ISO/ASTM 52921; alternatively YX for the case that

during the laser sintering the powder is applied along the Y-axis), at least one test specimen per grid

dimension of 100 mm × 200 mm, however at least seven test specimens in total shall be manufactured

in the direction of the two main plane axes of the m
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/ASTM DIS 52924
ISO/TC 261 Secrétariat: DIN
Début de vote: Vote clos le:
2020-04-07 2020-06-30
Fabrication additive — Principes de qualification —
Classification des propriétés de la pièce pour la fabrication
additive de pièces en polymère

Additive manufacturing — Qualification principles — Classification of part properties for additive

manufacturing of polymer parts
ICS: 25.030
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT

Le présent document est distribué tel qu’il est parvenu du secrétariat du comité.

ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/ASTM DIS 52924:2020(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2020
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ISO/ASTM DIS 52924:2020(F)
ISO/ASTM DIS 52924:2020(F)
Sommaire

Avant-propos ................................................................................................................................................................... 5

Introduction..................................................................................................................................................................... 6

1 Domaine d’application .................................................................................................................................. 1

2 Références normatives .................................................................................................................................. 1

3 Termes et définitions ..................................................................................................................................... 2

4 Symboles et abréviations ............................................................................................................................. 3

4.1 Symboles ............................................................................................................................................................. 3

4.2 Abréviations ...................................................................................................................................................... 3

5 Système de classification .............................................................................................................................. 4

5.1 Définition des classes de propriétés de la pièce .................................................................................. 4

5.2 Classification type des classes importantes de matériaux et utilisation du système de

classification pour les propriétés des pièces ........................................................................................ 5

6 Éprouvettes pour déterminer les valeurs caractéristiques pour le système de

classification ..................................................................................................................................................... 7

6.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 7

6.2 Propriétés en traction ................................................................................................................................... 7

6.3 Exactitude dimensionnelle .......................................................................................................................... 7

6.4 Masse volumique ............................................................................................................................................. 8

6.5 Étiquetage .......................................................................................................................................................... 8

6.6 Orientation, agencement en grille et répartition dans l’espace de fabrication ........................ 8

6.6.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 8

6.6.2 Orientation et agencement en grille à utiliser ...................................................................................... 8

6.6.3 Répartition dans l’espace de fabrication ................................................................................................ 9

6.7 Fabrication ...................................................................................................................................................... 13

7 Détermination des valeurs caractéristiques et classification dans le système de

classification .................................................................................................................................................. 13

7.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 13

7.2 Propriétés mécaniques .............................................................................................................................. 13

7.2.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 13

7.2.2 Détermination des valeurs caractéristiques ...................................................................................... 13

7.2.3 Classification dans le système de classification ................................................................................ 14

7.3 Exactitude dimensionnelle ....................................................................................................................... 14

7.3.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 14

7.3.2 Détermination des valeurs caractéristiques ...................................................................................... 14

7.3.3 Classification dans le système de classification ................................................................................ 15

7.4 Masse volumique relative de la pièce ................................................................................................... 15

7.4.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 15

7.4.2 Détermination des valeurs caractéristiques ...................................................................................... 15

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

7.4.3 Classification dans le système de classification ................................................................................ 15

7.5 Classification en classes de propriétés de la pièce ........................................................................... 15

© ISO/ASTM International 2020

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en oeuvre, aucune partie de cette

8 Classification initiale et contrôle périodique des classifications................................................ 16

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

8.1 Mode opératoire normalisé de classification ..................................................................................... 16

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,

8.2 Classification initiale ................................................................................................................................... 16

soit d’un organisme membre de l’ISO dans le pays du demandeur. Aux États-Unis, les demandes doivent être adressées à ASTM

International. 8.3 Contrôle périodique .................................................................................................................................... 16

ISO copyright office ASTM International
8.4 Détermination renouvelée des classifications en cas de remplacement de
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700

composants pertinents de la machine .................................................................................................. 17

CH-1214 Vernier, Geneva West Conshohocken, PA 19428-2959, USA
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ISO/ASTM DIS 52924:2020(F)
Sommaire

Avant-propos ................................................................................................................................................................... 5

Introduction..................................................................................................................................................................... 6

1 Domaine d’application .................................................................................................................................. 1

2 Références normatives .................................................................................................................................. 1

3 Termes et définitions ..................................................................................................................................... 2

4 Symboles et abréviations ............................................................................................................................. 3

4.1 Symboles ............................................................................................................................................................. 3

4.2 Abréviations ...................................................................................................................................................... 3

5 Système de classification .............................................................................................................................. 4

5.1 Définition des classes de propriétés de la pièce .................................................................................. 4

5.2 Classification type des classes importantes de matériaux et utilisation du système de

classification pour les propriétés des pièces ........................................................................................ 5

6 Éprouvettes pour déterminer les valeurs caractéristiques pour le système de

classification ..................................................................................................................................................... 7

6.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 7

6.2 Propriétés en traction ................................................................................................................................... 7

6.3 Exactitude dimensionnelle .......................................................................................................................... 7

6.4 Masse volumique ............................................................................................................................................. 8

6.5 Étiquetage .......................................................................................................................................................... 8

6.6 Orientation, agencement en grille et répartition dans l’espace de fabrication ........................ 8

6.6.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 8

6.6.2 Orientation et agencement en grille à utiliser ...................................................................................... 8

6.6.3 Répartition dans l’espace de fabrication ................................................................................................ 9

6.7 Fabrication ...................................................................................................................................................... 13

7 Détermination des valeurs caractéristiques et classification dans le système de

classification .................................................................................................................................................. 13

7.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 13

7.2 Propriétés mécaniques .............................................................................................................................. 13

7.2.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 13

7.2.2 Détermination des valeurs caractéristiques ...................................................................................... 13

7.2.3 Classification dans le système de classification ................................................................................ 14

7.3 Exactitude dimensionnelle ....................................................................................................................... 14

7.3.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 14

7.3.2 Détermination des valeurs caractéristiques ...................................................................................... 14

7.3.3 Classification dans le système de classification ................................................................................ 15

7.4 Masse volumique relative de la pièce ................................................................................................... 15

7.4.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 15

7.4.2 Détermination des valeurs caractéristiques ...................................................................................... 15

7.4.3 Classification dans le système de classification ................................................................................ 15

7.5 Classification en classes de propriétés de la pièce ........................................................................... 15

8 Classification initiale et contrôle périodique des classifications................................................ 16

8.1 Mode opératoire normalisé de classification ..................................................................................... 16

8.2 Classification initiale ................................................................................................................................... 16

8.3 Contrôle périodique .................................................................................................................................... 16

8.4 Détermination renouvelée des classifications en cas de remplacement de

composants pertinents de la machine .................................................................................................. 17

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ISO/ASTM DIS 52924:2020(F)

Annexe A (informative) Formulaire pour la classification de la propriété de la pièce

conformément à l’ISO/ASTM 52924 ...................................................................................................... 18

Bibliographie ................................................................................................................................................................ 19

4 © ISO/ASTM 2020 – Tous droits réservés
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ISO/ASTM DIS 52924:2020(F)
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 documents 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’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de

ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les

références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration

du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par

l’ISO (voir www.iso.org/brevets).

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/fr/avant-propos.html.

Le comité responsable du présent document est l’ISO/TC 261, Fabrication additive, en coopération avec

l’ASTM F 42, Technologies de fabrication additive, dans le cadre d’un accord de partenariat entre l’ISO et

ASTM International dans le but de créer un ensemble commun de normes ISO/ASTM sur la fabrication

additive.
Il s’agit de la première édition de ce document.
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ISO/ASTM DIS 52924:2020(F)
Introduction

Le but du présent document est d’améliorer la communication entre les fournisseurs et les utilisateurs

de pièces en polymère fabriquées de manière additive en ce qui concerne la qualité des pièces à livrer.

Dans cet objectif, les critères de qualité et les propriétés des pièces sont catégorisés dans un système de

classes de qualité.

Dans les procédés de fabrication additive pertinents pour les polymères, les propriétés des pièces

dépendent dans une très large mesure des systèmes de machines, du matériau et du contrôle du procédé

utilisés. Généralement, le contrôle du procédé peut être optimisé pour la productivité ou la qualité. Ces

objectifs sont en principe contradictoires dans le contexte de la performance d’une machine spécifique.

Les classes de propriété énumérées dans la présente norme aident à faire apparaître clairement les

différences de qualité. Les classes de propriété permettent à l’utilisateur de définir les spécifications des

pièces pour la fabrication.

Avec la spécification des classes de propriété, la présente norme établit quelles classes de propriété

peuvent être obtenues avec des matériaux type. Des éprouvettes et leur agencement dans l’espace de

fabrication sont spécifiés (les données de CAO correspondantes sont comprises dans le présent document

comme données de position STL). La détermination des propriétés de traction mécaniques, de

l’exactitude dimensionnelle et de la masse volumique de la pièce à l’aide de ces éprouvettes est décrite

pour permettre l’affectation aux classes de propriété pour les valeurs caractéristiques associées.

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ISO/ASTM DIS 52924:2020(F)
Fabrication additive — Principes de qualification — Classification
des propriétés de la pièce pour la fabrication additive de pièces en
polymère
1 Domaine d’application

Le présent document établit les classes de propriétés de la pièce requises ou pouvant être atteintes pour

les pièces en polymère fabriquées de manière additive, afin de disposer d’une compréhension commune

sur la qualité des pièces. Il est destiné aux fournisseurs de services de fabrication de pièces en polymère

qui utilisent des machines de fabrication additive et aux clients de ces services. Les concepteurs de pièces

aussi bien que les acheteurs et les fournisseurs de services de fabrication peuvent spécifier, de manière

traçable, le niveau des propriétés de la pièce requis ou pouvant être atteint à l’aide de la présente norme.

Le présent document s’applique aux pièces qui ont été fabriquées à partir d’un polymère thermoplastique

par fusion laser sur lit de poudre pour les polymères (PBF-LB/P), également appelé frittage laser (LS) ou

extrusion de matériau (MEX). Son applicabilité à d’autres procédés pour les polymères doit être contrôlée

dans le cas spécifique.

NOTE Le frittage laser est aussi connu sous le nom de frittage laser sélectif (SLS ).

NOTE Le procédé appelé extrusion de matériau (MEX) dans l’ISO/ASTM 52900 est également connu sous le nom

de modélisation de couche fondue (FLM), fabrication de couche fondue ou modélisation de dépôt fondu (FDM) ou dépôt

de fil fondu (FFF).

La classification des propriétés de la pièce s’applique à des pièces qui n’ont pas été post-traitées après

leur déballage depuis l’espace de fabrication et après avoir retiré les structures support éventuelles.

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 37:2017, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des caractéristiques de

contrainte-déformation en traction
ISO 291:2008, Plastiques — Atmosphères normales de conditionnement et d'essai

ISO 527-1:2012, Plastiques — Détermination des propriétés en traction — Partie 1: Principes généraux

ISO 3167:2014, Plastiques — Éprouvettes à usages multiples

ISO 10350-1:2017, Plastiques — Acquisition et présentation de caractéristiques intrinsèques comparables

— Partie 1: Matériaux pour moulage
ISO 20457:2018, Moulages plastiques — Tolérances et conditions de réception
ISO/ASTM 52900:2018, Fabrication additive — Principes généraux — Terminologie
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ISO/ASTM DIS 52924:2020(F)

ISO/ASTM 52921:2013-06, Terminologie normalisée pour la fabrication additive — Systèmes de

coordonnées et méthodes d'essai
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 :
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp
3.1
masse volumique de la pièce

rapport de la masse, m, de la pièce sur le volume mesuré, V, de la pièce pour une pièce obtenue par frittage

laser ou par extrusion de matériau
(1)
Note 1 à l’article : La pièce est généralement de forme cubique.
3.2
fritté au laser brut de fabrication

état d’une pièce refroidie après la fin du procédé de frittage laser juste après son déballage

Note 1 à l’article : Les pièces frittées au laser brutes de fabrication sont généralement sèches.

Note 2 à l’article : L’état fritté au laser brut de fabrication existe pour les matériaux PA12, PA11, PP, PE, PAEK, TPE

dans les conditions suivantes :

— Le travail de fabrication est refroidi à la température ambiante dans une atmosphère d’azote où l’alimentation

en air pendant le refroidissement jusqu’à ce que les pièces soient déballées doit être évitée si possible ou

réduite à un minimum.

— Les pièces sont déballées dans les trois jours suivant la fin du travail de fabrication.

— Les pièces ont été en contact avec de l’air pendant un maximum de 4 h depuis le début du retrait de la pièce.

— Les pièces retirées sont stockées avec exclusion de l’air, par exemple, dans un emballage étanche à l’air et

étanche à l’humidité.
3.3
masse volumique nominale du matériau

masse volumique de la matière première solide, mesurée sur une éprouvette exempte de pores

Note 1 à l’article : Dans les fiches techniques, la masse volumique nominale du matériau est la plupart du temps

spécifiée comme la masse volumique du matériau composé, moulé par injection ou moulé par compression.

3.4
masse volumique relative de la pièce
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ISO/ASTM DIS 52924:2020(F)

rapport de la masse volumique, ρ (3.1), de la pièce sur la masse volumique nominale, ρ (3.3) du matériau

(2)
4 Symboles et abréviations
4.1 Symboles
Les symboles suivants sont utilisés tout au long de la présente norme :
Symbole Désignation Unité
D masse volumique relative de la pièce %
m masse de la pièce g, kg
V volume de la pièce cm
ρ masse volumique de la pièce g/cm
ρM masse volumique nominale du matériau g/cm
4.2 Abréviations
Les abréviations suivantes sont utilisées tout au long de la présente norme :
ABS acrylonitrile butadiène styrène
LS frittage laser
MEX extrusion de matériau
NW dimensions sans lien avec l’outil
PA6 polyamide 6
PA11 polyamide 11
PA12 polyamide 12
PAEK polyaryléthercétone
PC polycarbonate
PE polyéthylène
PEI/PC mélange polyétherimide/polycarbonate
PP polypropylène
TG groupe de tolérance
TPE élastomère thermoplastique
TPA copolyamide thermoplastique
TPC élastomère polyester thermoplastique
TPU polyuréthanne thermoplastique
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5 Système de classification
5.1 Définition des classes de propriété de la pièce

Les classes de propriétés de la pièce doivent être établies sur la base des propriétés de traction

mécaniques, de la masse volumique et de l’exactitude dimensionnelle des pièces fabriquées.

Pour rendre les différences de qualité pendant la fabrication additive de pièces en polymère plus claires

et plus faciles à communiquer, le système de classification illustré dans le Tableau 1 doit être utilisé.

Ce système classifie les plages de valeurs type pour les caractéristiques importantes des pièces et attribue

ces plages aux matériaux courant pour les procédés de frittage laser et d’extrusion de matériau.

Le système de classification contient onze classes différentes de propriétés des pièces qui sont

numérotées de manière séquentielle de 0 à 10.

Les valeurs caractéristiques des matériaux déterminées selon les normes type à partir de l’essai de

traction (ISO 527-1 ou pour les matériaux élastiques ISO 37) et du mesurage de la masse volumique en

7.4 sont utilisées comme valeurs caractéristiques. Dans le même temps, l’exactitude

dimensionnelle pouvant être atteinte avec la fabrication additive est assignée aux classes de tolérance

conformément à l’ISO 20457 pour les dimensions qui sont sans lien avec l’outil.

Les classes de propriété de la pièce dans les classes 0 à 10 couvrent les plages qui peuvent généralement

être obtenues en tenant compte de tous les aspects du matériau dans les procédés additifs de traitement

de polymère. Ici, chaque valeur caractéristique doit être considérée indépendante des autres et

dépendante de l’orientation de la pièce. Cela signifie que chaque valeur caractéristique peut avoir une

classe différente.

Tableau 1 (1 sur 3) — Classes de propriétés de la pièce pour les pièces en polymère par

fabrication additive
Valeur Module en Résistance/ Déformation à Masse Exactitude
caractéristique traction Résistance à la rupture/ volumique dimensionnelle
la traction Allongement à relative de
la rupture la pièce
Unité MPa MPa % %
Norme d’essai ISO 527-1/
...