ISO/ASTM 52927:2024
(Main)Additive manufacturing — General principles — Main characteristics and corresponding test methods
Additive manufacturing — General principles — Main characteristics and corresponding test methods
This document specifies the principal requirements applied to the testing of parts produced by additive manufacturing processes. This document — identifies quality characteristics for feedstock and parts and the corresponding test procedures, — provides the specific procedures to build specimens using additive manufacturing process, and — recommends the scope and content of test and supply agreements. This document is aimed at machine manufacturers, feedstock suppliers, AM system users, part providers, and customers to facilitate the communication on main quality characteristics. It applies wherever additive manufacturing processes are used. NOTE It is the intent to include, in future versions of this document, other characteristics such as thermal properties, electrical requirements and physical and physico-chemical properties based upon material types.
Fabrication additive — Principes généraux — Principales caractéristiques et méthodes d'essai correspondantes
Le présent document spécifie les principales exigences appliquées aux essais des pièces produites par des procédés de fabrication additive. Le présent document — identifie des caractéristiques de qualité des matière premières et des pièces, ainsi que les modes opératoires d’essai correspondants, — fournit les procédures spécifiques pour fabriquer des éprouvettes en utilisant des procédés de fabrication additive, et — recommande le domaine d’application et le contenu de l’essai et des accords d'approvisionnement. Le présent document est destiné aux fabricants de machines, aux fournisseurs de matière première, aux utilisateurs de systèmes de FA, aux fournisseurs de pièces et aux clients pour faciliter la communication sur les principales caractéristiques de qualité. Il s’applique dès lors que des procédés de fabrication additive sont utilisés. NOTE Il est prévu d'inclure d'autres caractéristiques, dans les futures versions du présent document, telles que les propriétés thermiques, les exigences électriques ainsi que les propriétés physiques et physico-chimiques selon le type de matériau.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
International
Standard
ISO/ASTM 52927
First edition
Additive manufacturing — General
2024-03
principles — Main characteristics
and corresponding test methods
Fabrication additive — Principes généraux — Principales
caractéristiques et méthodes d'essai correspondantes
Reference number
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Published in Switzerland
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ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Main characteristics and corresponding test methods . 2
4.1 General .2
4.2 Selection criteria .2
5 Part and process testing — Specifications and quality criteria . 3
5.1 General .3
5.2 Testing the feedstocks .3
5.3 Monitoring the process .3
5.4 Testing the part .3
Annex A (normative) Test methods for metallic materials . 4
Annex B (normative) Test methods for polymer materials .10
Annex C (normative) Test methods for ceramic materials . 14
Bibliography .18
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iii
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 aim 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).
The first edition of this document cancels and replaces the first edition of ISO 17296-3:2014, which has been
technically revised and merged with document ASTM F3122-14 and therefore re-designated and renamed
to ISO/ASTM 52927.
The main changes are as follows:
— the main types of materials (metallic, polymers and ceramics) are separated in specific annexes following
the main part containing general requirements;
— This document includes the contents of ASTM F3122-14 and merges them with (formerly) ISO 17296-3.
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.
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iv
Introduction
Additive manufacturing is a process of joining materials to make parts from 3D model data, usually layer
upon layer, as opposed to subtractive manufacturing and formative methodologies. It is used to manufacture
prototypes and production parts.
This document aims to offer recommendations and advice to machine manufacturers, feedstock suppliers,
AM system users, part providers, and customers, to improve communication between these stakeholders
concerning test methods.
This document has been developed within a set of consistent documents from terminology to test methods
and data exchange.
Additive manufacturing processes require the selective application of thermo-physical and/or chemical
mechanisms to generate the part. Thus, it is possible to produce parts with different characteristics,
depending on the method and the process parameters used. However, complete testing of all characteristics
for every part is neither cost-effective nor technologically feasible. Therefore, when formulating parts
specifications, the nature and scope of testing is an important issue.
This document provides an overview of test methods for the characterization of the mechanical properties
of metals, ceramics and polymers. It lists all the applicable standards based on specimens manufactured
in a traditional process and gives the complement applicable when these specimens are manufactured by
additive manufacturing.
At the time of publication of this document, the state of the art does not allow to describe all these specificities
related to additive manufacturing. This document will therefore be regularly revised in order to incorporate
the knowledge acquired in the field of additive manufacturing.
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v
International Standard ISO/ASTM 52927:2024(en)
Additive manufacturing — General principles — Main
characteristics and corresponding test methods
1 Scope
This document specifies the principal requirements applied to the testing of parts produced by additive
manufacturing processes.
This document
— identifies quality characteristics for feedstock and parts and the corresponding test procedures,
— provides the specific procedures to build specimens using additive manufacturing process, and
— recommends the scope and content of test and supply agreements.
This document is aimed at machine manufacturers, feedstock suppliers, AM system users, part providers,
and customers to facilitate the communication on main quality characteristics. It applies wherever additive
manufacturing processes are used.
NOTE It is the intent to include, in future versions of this document, other characteristics such as thermal
properties, electrical requirements and physical and physico-chemical properties based upon material types.
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.
1)
ISO 17295 , Additive manufacturing — General principles — Part positioning, coordinates and orientation
ISO/ASTM 52900, Additive manufacturing — General principles — Fundamentals and vocabulary
ISO/ASTM 52909, Additive manufacturing — Finished part properties — Orientation and location dependence
of mechanical properties for metal powder bed fusion
ISO/ASTM 52915, Specification for additive manufacturing file format (AMF) Version 1.2
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO/ASTM 52900 apply.
ISO and IEC maintain terminology 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/
1) ISO 17295 cancels and replaces ISO/ASTM 52921-13 which is still available at: https:// www .astm .org/ f2921 -13r19
.html.
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4 Main characteristics and corresponding test methods
4.1 General
This clause contains the general requirements and recommendations for the relevant tests, regardless of the
material type.
For specific requirements and recommendations regarding tests and methods on specimens made of
metallic materials, see Annex A.
For specific requirements and recommendations regarding tests and methods on specimens made of
polymer materials, see Annex B.
For specific requirements and recommendations regarding tests and methods on specimens made of
ceramic materials, see Annex C.
Each development and fabrication phase of a part has a specific purpose. The acceptance criteria for each
quality characteristic are determined based on the part requirements and these can influence the choice of
additive manufacturing process. This document develops the following main quality characteristics:
— feedstock:
— size and shape: powder particle size distribution, mean particle size, morphology;
— packing and transport properties within the AM system: apparent and tap density, flowability,
pourability, filament cast and helix;
— chemistry: chemical composition, ash/carbon content.
— parts:
— surface requirements: appearance and colour;
— geometric and dimensional requirements: profile, roughness, size, shape, orientation, position,
dimensional tolerancing;
— mechanical requirements: hardness, tensile strength, impact strength, compressive strength,
flexural strength, fatigue strength, creep, ageing, frictional coefficient, shear resistance, and crack
extension;
— physical and chemical properties: density, chemical composition, grain size, imperfections (e.g.
porosity, cracks).
NOTE The following other characteristics of parts have been identified but, due to the specificity of additive
manufacturing, will be provided in a future version of this document:
— thermal properties (e.g. operating temperature range, dimensional stability in heat, softening temperatures,
melting point, specific heat, thermal conductivity, and coefficient of linear thermal expansion);
— electrical requirements (e.g. disruptive strength, dielectric properties, magnetic properties, and electrical
conductivity);
— physical and physico-chemical properties (e.g. internal flaws, flammability, toxicity, chemical composition,
chemical resistance, water absorption, crystalline structure, suitability for food, biocompatibility, sterility,
photostability, translucence, solidification point, glass transition, and corrosion).
4.2 Selection criteria
Testing categories given in Table A.1, Table B.1 and Table C.1 shall be applied to guide the relation between
customer and part provider, applicable for metallic parts, polymer parts and ceramic parts respectively.
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The choice of a testing category shall be subject to agreement between customer and part provider.
NOTE Test categories are defined according to the application and the type of material.
5 Part and process testing — Specifications and quality criteria
5.1 General
The quality of a part is determined by comparing its characteristics against an agreed set of requirements.
The requirements shall be precisely specified within the purchase specification and include suitability for
the intended application in conjunction with any specified geometric, material or performance requirements.
Inspection and testing of the part and associated test specimens are performed to demonstrate compliance
with the requirements.
NOTE 1 ISO/ASTM 52901 provides guidance on requirements for purchase specifications.
NOTE 2 A definition or discussion that lacks clarity can result in considerable additional costs and delays and/or
inferior quality.
The form of specifications depends on the application, the nature of the features being tested, and the
materials used. Specifications may also vary within one part (e.g. critical mass). Some intrinsic properties
depend on the choice of material and the technology used. Relevant test procedures shall be stipulated and
adhered to.
5.2 Testing the feedstocks
The condition of the feedstock can have a significant impact on the part properties. Significant variations
can arise due to storage and reuse of the feedstock and variations between batches. Essential data relating
to the feedstock shall be provided by the feedstock supplier.
5.3 Monitoring the process
All additive manufacturing processes are computer-assisted. This allows for the recording and statistical
analyses of certain process-related data, such as process parameters and - in most cases - certain
environmental conditions, which can be recorded at specified time intervals. The need to monitor the
process depends on the required or anticipated reproducibility of the process and part quality for each
application. Process monitoring can also be required by customer.
Where the process stability is assessed, at different intervals, consideration shall be given to selecting
monitoring points where variables are consistent (e.g. constant geometry) such that any identified variations
are indicative of process instability (e.g. mechanical properties, geometric features, chemical composition).
Test specimens for process monitoring should be as representative as possible compared to the part.
Complementary test specimens can be used to improve the testing of dimensional accuracy, reproduction
accuracy and process stability. The shape of test specimen and the nature and frequency of testing shall be
specified in agreement between the customer and part provider for each application in accordance with
applicable standards.
5.4 Testing the part
Relevant testing standards are given in Table A.2 for metallic parts, Table B.2 for polymer parts and Table C.2
for ceramic parts.
Tests and their acceptance criteria shall be set out in the purchase specification or agreement between
customer and part provider prior to manufacturing.
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Annex A
(normative)
Test methods for metallic materials
A.1 General
Testing categories given in Table A.1 to Table A.4 can be applied to guide the relation between customer and
part provider, applicable for metallic parts. These testing categories define the level of criticality of the parts:
— H: tests for highly engineered or safety critical parts (e.g. safety valve);
— M: tests for functional parts that are not safety critical (e.g. flow conditioner to improve performance);
— L: tests for design or prototype parts.
For each testing category, the characteristics indicated (+) shall be considered, the characteristics indicated
(o) are recommended for consideration, and the characteristics indicated (-) are not applicable.
A.2 Surface requirements
Surface requirements for metallic parts are given in Table A.1.
Table A.1 — Surface requirements for metallic parts
Surface requirement
Appearance Surface texture Colour
H o + -
M o + -
L o o -
A.3 Geometric and dimensional requirements
Whilst geometric dimensioning and tolerance (GD&T) and/or geometrical product specifications (GPS)
requirements shall be met for all categories, tighter requirements are typically specified for parts with
higher criticality levels.
A.4 Mechanical requirements
Depending on the class of the part and the technical specification, the mechanical tests shall be adapted
accordingly
A.5 Physical and chemical property requirements
A.5.1 General
The physical and chemical property requirements shall be adapted according to the class of the part.
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A.5.2 Specificities for additive manufacturing
A.5.2.1 General
No requirement or recommendation at the date of publication of this document.
A.5.2.2 Processing
No requirement or recommendation at the date of publication of this document.
A.5.2.3 Post-processing
In order to be representative, post-processing activities applied to the part that affect the material properties
shall also be applied to the test specimens.
A.6 Performance criteria and quality characteristics
A.6.1 General
Table A.2 contains the list of main quality characteristics required from both materials and metallic parts
produced by additive manufacturing, with recommended International Standards. Due to the current
maturity of additive manufacturing technologies, development work is in progress to define and describe
specific characteristics, but in the interim it is recommended to use the standards stated within this Annex.
Reporting guidelines should be followed in accordance with each applicable standard mentioned in Table A.2.
NOTE The test is performed with the heat treatment corresponding of the final use of the part.
A.6.2 Specificities for additive manufacturing
Due to the possibility for anisotropic behaviour in metallic parts produced by additive manufacturing
processes, additional information shall be included in the reports.
NOTE 1 ISO 17295 gives guidance for location and orientation of parts and specimens within the build volume of
the additive manufacturing system. ISO/ASTM 52915 provides for location and orientation of parts within a multi-part
assembly (constellation) that can impact the orientation of the print on the build plate of an additive manufacturing system.
Specificity of additive manufacturing (e.g. anisotropy, test direction vs building direction) shall be indicated
for all measured characteristics and shall be reported in the test report. Test results shall be reported by
using the orientation and location specified in ISO 17295.
Restrictions exist for some non-homogenous materials, such as porous materials, lattice structures, etc.
when using mechanical testing results.
If the metallic parts are produced using a powder bed fusion process, the specimens shall comply with the
requirements of ISO/ASTM 52909.
More information on the method to characterize metallic powders are provided in ISO/ASTM 52907.
More information about NDT test methods are available in ISO/ASTM TR 52905 and ASTM E3166.
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Table A.2 — List of main quality characteristics and corresponding recommended test standards for
metallic parts
Quality characteristic Test standard
Feedstock
Size and shape Powder particle size and distribution ISO 4497
ISO 8130-1
ISO 13319-1
ISO 13320
Morphology ISO 9276-6
Surface ISO 9277
ISO 10070
ASTM B922
ASTM B330
ASTM E2980
Packing and transport Density (tap and apparent) ISO 3923-2
properties
Flowability/ ISO 4490
pourability
Chemistry Quality characteristics See relevant material standards
Moisture Moisture ASTM E1868-10
Parts/specimens
Surface requirements Appearance ISO 16348
Colour ISO/CIE 11664-1
ISO/CIE 11664-2
ISO/CIE 11664-4
ISO/CIE 11664-5
Geometric requirements Size, length and angle dimensions, ISO 129-1
dimensional
ISO 286-1
tolerances
ISO 8015
ISO 14405 (all parts) (specification)
ISO 1938-1 (measurement)
ISO 2768-1
Surface texture ISO 21920-1 (specification)
ISO 21920-2 (specification)
ISO 21920-3 (specification)
ISO 21920 (all parts) (2D profile
method)
ISO 25178 (all parts) (3D areal)
Geometrical ISO 1101
tolerancing (deviations in form, position and (specification)
orientation)
ISO 22081
a
This standard is applicable to materials made additively, but the surface finish requirements and some thickness
requirements for the specimen can be problematic for some additive manufacturing processes.
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TTabablele A A.22 ((ccoonnttiinnueuedd))
Quality characteristic Test standard
Mechanical requirements Hardness See A.7.2
Tensile strength See A.7.3
Impact strength See A.7.5
Compressive strength ISO 4506, see A.7.4
Flexural strength ISO 3327
Fatigue strength See A.7.6
Creep ISO 204
Frictional coefficient No standard identified
Shear resistance ISO 148-1
Crack extension See A.7.7
Bend test ISO 7438
Transverse strength ISO 3327
Build material Density ISO 3369
requirements
ISO 12154
ASTM B962
ASTM B963
Physical and physico- Radiographic examination ISO 5579
chemical properties:
Penetrant testing ISO 3452-1
microstructure analyses
ISO 3452-2
(non-destructive testing)
Tomography IEC 61675–1
IEC 61675–2
Magnetic particle testing ISO 9934-1
Metallurgical analysis Grain size ISO 643
ASTM E112
ASTM E1382
Inclusions ISO 4967
ASTM E45
ASTM B796
ISO 4499 (all parts)
ISO 12154
ISO 3369
ASTM B962
ASTM B963
a
Bearing Bearing yield strength ASTM E238
Bearing strength
a
This standard is applicable to materials made additively, but the surface finish requirements and some thickness
requirements for the specimen can be problematic for some additive manufacturing processes.
A.7 Specific comment on characteristics
A.7.1 General
Specific requirements shall be considered for the following characteristics.
A.7.2 Hardness
The following indentation tests in Table A.3 can help to specify the hardness of additive manufactured parts.
Hardness is not a fundamental material property, but the wide variety of hardness test methods in use today
helps to predict a material’s resistance to plastic deformation or wear resistance, or both against abrasive
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stress. Due to the subjective nature of the present hardness tests, the desired test method and force shall be
specified prior to testing. Regardless of the hardness test specified, all methods require preparation of the
material’s surface before testing. Prior to testing, the specimen thickness shall also be considered, because if
the specimen is too thin, the hardness value measured can be inaccurate.
Hardness testing can be performed on dedicated specimens or on smooth finished and undeformed surfaces
of the tensile or impact test specimens.
Table A.3 — Recommended standards for indentation tests for metallic parts
Type of indentation test/type of material Test standard
Brinell ASTM E10 or ISO 6506-1
Knoop ASTM E384 or ISO 4545-1
Leeb ISO 16859-1
Vickers ASTM E384 or ISO 6507-1
Rockwell ASTM E18 or ISO 6508-1
Dynamic test ISO 14577-1
Mobile Hardness tests by Webster, Barcol and Newage ASTM B647 and ASTM B648
Sintered materials ISO 4498
Verification of case-hardening depth ISO 4507
A.7.3 Tensile strength
The procedures outlined in ASTM E8/E8M, ASTM E21, ASTM E1450, ISO 2740, ISO 6892-1, ISO 6892-2,
ISO 6892-3, ISO 15579, and ISO 19819 explain guidelines for tension testing under various conditions to
determine a material’s yield and tensile strengths. All are applicable to metallic materials made additively,
but certain shapes (e.g. sheet-, wire-, and rod-shaped specimens with small diameters) are difficult to build
through an additive process.
Additional information about size and shape of specimen and orientation are available in ISO/ASTM 52909.
A.7.4 Impact strength
ASTM E23 covers impact testing to determine the behaviour of metal when subjected to multi-axial stresses,
coupled with a high loading rate and with either low or high temperatures. This standard describes the
requirements, preparation and qualifying test specimens for both Charpy and Izod methods. ISO 148-1 is
the equivalent ISO standard, but includes only guidelines for the Charpy test. Alternatively, ISO 14556 can be
utilised, which is similar to ISO 148-1 but is limited in scope to steel materials only.
A.7.5 Compressive strength
ASTM E9, ASTM E209 and ISO 4506 describe the basic method for uniaxial compression testing of metallic
specimens at various temperatures. The procedures are used in determining a material’s compressive yield
strength and compression strength. These standards are applicable to materials made additively, but not all
of the specimen types (thin sheets) can be successfully built through an additive process.
For sintered materials having a porosity of 50 % or more and lattice structures, ISO 13314 and ISO 17340
can be applied. For sintered materials, ISO 14317 can be used except for hard materials.
A.7.6 Fatigue strength
The standards applicable for fatigue strength testing of metallic materials are listed in Table A.4
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Table A.4 — List of standards for metallic part in fatigue strength testing
Standard Description
ASTM E 466 Fatigue testing of metals at room temperature. Both standards provide guidelines for an axial
force-controlled fatigue test.
ISO 1099
ISO 12106 Covers fatigue testing of metal specimens where the axial-strain is controlled.
ASTM E606 Intended for primarily strain controlled fatigue tests, in which the magnitude of time depend-
ent inelastic strains are on the same order or less than the magnitudes of time-independent
inelastic strains. In addition, ASTM E606 determines the cyclic stresses and strains any time
during the tests and provides guidance to determine the fatigue life.
ASTM E2368 To determine the thermo mechanical fatigue properties of materials under uniaxial loaded
strain-controlled conditions.
ISO 12111
ISO 1143 Determination of the fatigue life of a rotating bar while bending.
ISO 1352 For torque-controlled fatigue testing which is carried out at ambient temperature in air,
under constant amplitude angular displacement control, and which leads to failure in a few
thousand cycles.
ASTM E2760 Covers the determination of creep fatigue growth properties of nominally homogeneous ma-
terials by using pre-cracked compact specimens. It involves fatigue cycling with long loading/
unloading rates or hold times, or both.
ASTM E2789 For the fretting fatigue test. Fretting fatigue is generally characterized by a sharp decrease
in fatigue life at the same stress level as that of a standard specimen.
ISO 3928 Fatigue test piece for sintered material, excluding hardmetals.
A.7.7 Crack extension
The standards applicable for crack extension testing of metallic materials are listed in Table A.5.
Table A.5 — List of standards for crack extension applicable to metallic part
Standard Description
ASTM E647 To determine the rate of crack growth on notched specimens. The results of this test meth-
od determine the resistance of a material against crack propagation under cyclic force test
ISO 12108
conditions.
ISO 22889 For measuring the resistance to stable crack extension of metallic materials with low constraint
to plastic deformation under quasi-static loading
ASTM E 740 For fracture testing with surface-crack tension specimens. The test is performed with a con-
tinuously increasing force and sustained loading. This standard also provides the procedure
ASTM E 399
to determine the residual strength of a specimen with a semi-elliptical or circular segmented
ASTM E 1820
fatigue crack
ASTM E 1457 For measurement of creep crack growth times in metal specimens that are subjected to static
or quasi-static loading condition
ASTM E 1681 For determining the threshold stress intensity factor for environmentally-assisted cracking
of metallic materials, and requires an environmental chamber
ASTM E 2472 For determination of resistance to stable crack extension under low-constraint conditions,
which occurs when the crack-length-to thickness and uncracked-ligament-to-thickness ratio
ASTM E 561
are greater than or equal to four
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...
Norme
internationale
ISO/ASTM 52927
Première édition
Fabrication additive — Principes
2024-03
généraux — Principales
caractéristiques et méthodes
d'essai correspondantes
Additive manufacturing — General principles — Main
characteristics and corresponding test methods
Numéro de référence
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International.
ISO copyright office ASTM International
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Publié en Suisse
© ISO/ASTM International 2024 – Tous droits réservés
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principales caractéristiques et méthodes d’essai correspondantes . 2
4.1 Généralités .2
4.2 Critères de sélection .3
5 Essais sur la pièce et le procédé — Spécifications et critères de qualité . 3
5.1 Généralités .3
5.2 Essais sur les matières premières .3
5.3 Suivi du procédé .3
5.4 Essais sur la pièce .4
Annexe A (normative) Méthodes d’essai pour matériaux métalliques . 5
Annexe B (normative) Méthodes d’essai pour matériaux polymères .11
Annexe C (normative) Méthodes d’essai pour matériaux céramiques .15
Bibliographie . 19
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iii
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comité membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est 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 l’élaboration du 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'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 de 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 de 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 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: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.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 le but de créer un ensemble commun de normes ISO/ASTM sur la
fabrication additive ainsi qu’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).
Cette première édition annule et remplace la première édition de l’ISO 17296-3:2014, qui a fait l’objet
d’une révision technique et d’une fusion avec l’ASTM F3122-14 et a donc été remaniée et renommée
ISO/ASTM 52927.
Les principales modifications sont les suivantes:
— les principaux types de matériaux (métalliques, polymères et céramiques) sont séparés dans des annexes
spécifiques suivant la partie principale qui contient les exigences générales;
— le présent document comprend le contenu de l’ASTM F3122-14 et le fusionne avec celui de l’ISO 17296-3
(ancienne édition).
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/fr/members.html.
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iv
Introduction
La fabrication additive est un processus d’adhésion de matériaux pour fabriquer des pièces à partir de
données de modèles 3D, généralement couche après couche, par opposition à la fabrication soustractive et
aux méthodes de mise en forme. Elle est utilisée pour fabriquer des prototypes et des pièces de production.
Le présent document vise à offrir des recommandations et des conseils aux fabricants de machines, aux
fournisseurs de matière première, aux utilisateurs de systèmes de FA, aux fournisseurs de pièces et aux
clients, pour améliorer la communication entre ces parties prenantes en ce qui concerne les méthodes
d’essai.
Le présent document a été élaboré dans un ensemble de documents cohérent depuis la terminologie
jusqu’aux méthodes d’essai et à l’échange de données.
Les procédés de fabrication additive exigent l’application sélective de mécanismes thermo-physiques
et/ou chimiques pour générer la pièce. Par conséquent, il est possible de produire les pièces avec des
caractéristiques différentes en fonction de la méthode et des paramètres de procédé utilisés. Cependant,
soumettre à l’essai toutes les caractéristiques pour chaque pièce n’est ni rentable, ni technologiquement
faisable. Par conséquent, lors de la formulation des spécifications des pièces, la nature et le domaine
d’application des essais est une question importante.
Le présent document fournit un aperçu des méthodes d’essai pour la caractérisation des propriétés
mécaniques des métaux, céramiques et polymères. Il énumère toutes les normes applicables selon les
éprouvettes fabriquées via un procédé traditionnel et donne le complément applicable lorsque ces
éprouvettes sont fabriquées par fabrication additive.
Au moment de la publication du présent document, l’état de l’art ne permet pas de décrire toutes les
spécificités liées à la fabrication additive. Le présent document sera donc régulièrement révisé afin d’y
intégrer les connaissances acquises dans le domaine de la fabrication additive.
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v
Norme internationale ISO/ASTM 52927:2024(fr)
Fabrication additive — Principes généraux — Principales
caractéristiques et méthodes d'essai correspondantes
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les principales exigences appliquées aux essais des pièces produites par des
procédés de fabrication additive.
Le présent document
— identifie des caractéristiques de qualité des matière premières et des pièces, ainsi que les modes
opératoires d’essai correspondants,
— fournit les procédures spécifiques pour fabriquer des éprouvettes en utilisant des procédés de fabrication
additive, et
— recommande le domaine d’application et le contenu de l’essai et des accords d'approvisionnement.
Le présent document est destiné aux fabricants de machines, aux fournisseurs de matière première, aux
utilisateurs de systèmes de FA, aux fournisseurs de pièces et aux clients pour faciliter la communication sur
les principales caractéristiques de qualité. Il s’applique dès lors que des procédés de fabrication additive
sont utilisés.
NOTE Il est prévu d'inclure d'autres caractéristiques, dans les futures versions du présent document, telles que
les propriétés thermiques, les exigences électriques ainsi que les propriétés physiques et physico-chimiques selon le
type de matériau.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence (y compris les éventuels amendements)
s’applique.
1)
ISO 17295 , Fabrication additive — Principes généraux — Positionnement, coordonnées et orientation de la pièce
ISO/ASTM 52900, Fabrication additive — Principes généraux — Fondamentaux et vocabulaire
ISO/ASTM 52909, Fabrication additive — Propriétés des pièces — Dépendance de l’orientation et de
l’emplacement des propriétés mécaniques pour la fusion sur lit de poudre métallique
ISO/ASTM 52915, Spécification pour le format de fichier pour la fabrication additive (AMF) Version 1.2
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO/ASTM 52900 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
1) L'ISO 17295 annule et remplace l'ISO/ASTM 52921-13 qui est toujours disponible sur: https:// www .astm .org/
f2921 -13r19 .html.
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— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
4 Principales caractéristiques et méthodes d’essai correspondantes
4.1 Généralités
Le présent article contient les exigences et les recommandations générales pour les essais pertinents, quel
que soit le type de matériau.
Pour les exigences et les recommandations spécifiques relatives aux essais et méthodes sur des éprouvettes
faites de matériaux métalliques, voir l’Annexe A.
Pour les exigences et les recommandations spécifiques relatives aux essais et méthodes sur des éprouvettes
faites de matériaux polymères, voir l’Annexe B.
Pour les exigences et les recommandations spécifiques relatives aux essais et méthodes sur des éprouvettes
faites de matériaux céramiques, voir l’Annexe C.
Chaque phase de développement et de fabrication d’une pièce a un but spécifique. Les critères d'acceptation
pour chaque caractéristique de qualité sont déterminés selon les exigences de la pièce, celles-ci étant en
mesure d'influencer le choix du procédé de fabrication additive. Le présent document développe les
principales caractéristiques de qualité suivantes:
— matière première:
— taille et forme: répartition granulométrique de la poudre, taille moyenne de particule, morphologie;
— propriétés d’emballage et de transport dans le système de FA: masse volumique apparente et après
tassement, aptitude à l’écoulement, coulabilité, hélice et coulée de filament;
— chimie: composition chimique, teneur en cendres/carbone.
— pièces:
— exigences de surface: apparence et couleur;
— exigences géométriques et dimensionnelles: profil, rugosité, taille, forme, orientation, position,
tolérances dimensionnelles ;
— exigences mécaniques: dureté, résistance à la traction, résistance au choc, résistance à la compression,
résistance à la flexion, résistance à la fatigue, fluage, vieillissement, coefficient de frottement,
résistance au cisaillement et propagation de fissure;
— propriétés physiques et chimiques: masse volumique, composition chimique, granulométrie,
imperfections (par exemple, porosité, fissures).
NOTE Les autres caractéristiques suivantes des pièces ont été identifiées mais, du fait de la spécificité de la
fabrication additive, seront fournies dans une version future du présent document:
— propriétés thermiques (par exemple, plage de températures de fonctionnement, stabilité dimensionnelle à la
chaleur, températures de ramollissement, point de fusion, chaleur spécifique, conductivité thermique et coefficient
de dilatation thermique linéaire);
— exigences électriques (par exemple, résistance disruptive, propriétés diélectriques, propriétés magnétiques et
conductivité électrique);
— propriétés physiques et physico-chimiques (par exemple, défauts internes, inflammabilité, toxicité, composition
chimique, résistance chimique, absorption d’eau, structure cristalline, aptitude pour la nourriture, biocompatibilité,
stérilité, photostabilité, translucidité, point de solidification, transition vitreuse et corrosion).
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4.2 Critères de sélection
Les catégories d’essai données dans le Tableau A.1, le Tableau B.1 et le Tableau C.1 doivent être appliquées
pour guider la relation entre le client et le fournisseur de pièce, applicables respectivement pour les pièces
métalliques, les pièces polymères et les pièces céramiques.
Le choix d’une catégorie d’essai doit faire l’objet d’un accord entre le client et le fournisseur de la pièce.
NOTE Les catégories d’essai sont définies conformément à l’application et au type de matériau.
5 Essais sur la pièce et le procédé — Spécifications et critères de qualité
5.1 Généralités
La qualité d’une pièce est déterminée en comparant ses caractéristiques à un ensemble convenu d’exigences.
Les exigences doivent être précisément spécifiées dans la spécification d’achat et comprendre l’aptitude à
l’application prévue en même temps que toutes les exigences géométriques, matérielles ou de performance
spécifiées. L’inspection et les essais de la pièce et des éprouvettes associées sont réalisés pour démontrer la
conformité aux exigences.
NOTE 1 L’ISO/ASTM 52901 fournit des recommandations concernant les exigences relatives aux spécifications
d’achat.
NOTE 2 Une définition ou une discussion qui manque de clarté peut entraîner des coûts et des délais supplémentaires
considérables et/ou une qualité inférieure.
La forme des spécifications dépend de l’application, de la nature des caractéristiques soumises à l’essai et des
matériaux utilisés. Les spécifications peuvent également varier pour une même pièce (par exemple, masse
critique). Certaines propriétés intrinsèques dépendent du choix du matériau et de la technologie utilisée.
Des modes opératoires d’essai pertinents doivent être stipulés et respectés.
5.2 Essais sur les matières premières
L’état de la matière première peut avoir un impact significatif sur les propriétés de la pièce. Des variations
significatives peuvent se produire en raison du stockage et la réutilisation de la matière première ainsi que
des variations entre lots. Les données essentielles concernant la matière première doivent être fournies par
le fournisseur de la matière première.
5.3 Suivi du procédé
Tous les procédés de fabrication additive sont informatisés. Cela permet l’enregistrement d’analyses
statistiques de certaines données relatives au procédé, telles que les paramètres du procédé, et – dans la
plupart des cas – certaines conditions environnementales, qui peuvent être enregistrées à des intervalles de
temps spécifiés. Le besoin de suivi de procédé dépend de la reproductibilité requise ou anticipée du procédé
et de la qualité des pièces pour chaque application. Le suivi du procédé peut également être exigé par le client.
Lorsque la stabilité du procédé est évaluée, à différents intervalles, il doit être pris en considération de
sélectionner des points de suivi où les variables sont constantes (par exemple, géométrie constante), de sorte
que toutes les variations identifiées correspondent à une instabilité du procédé (par exemple, propriétés
mécaniques, caractéristiques géométriques, composition chimique).
Il convient que les éprouvettes pour le suivi du procédé soient aussi représentatives que possible de la
pièce. Des éprouvettes complémentaires peuvent être utilisées pour améliorer les essais d’exactitude
dimensionnelle, d’exactitude de reproduction et de stabilité du procédé. La forme de l’éprouvette d’essai et la
nature et la fréquence des essais doivent être spécifiées par un accord entre le client et le fournisseur de la
pièce pour chaque application conformément aux normes applicables.
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5.4 Essais sur la pièce
Les normes d’essai pertinentes sont données dans le Tableau A.2 pour les pièces métalliques, le Tableau B.2
pour les pièces polymères et le Tableau C.2 pour les pièces céramiques.
Les essais et leurs critères d’acceptation doivent être définis dans la spécification d’achat ou par un accord
entre le client et le fournisseur de la pièce avant la fabrication.
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Annexe A
(normative)
Méthodes d’essai pour matériaux métalliques
A.1 Généralités
Les catégories d’essai données du Tableau A.1 au Tableau A.4 peuvent être appliquées pour guider la relation
entre le client et le fournisseur de la pièce, applicable pour les pièces métalliques. Ces catégories d’essai
définissent le niveau de criticité des pièces:
— H: essais pour pièces de haute technicité ou critiques pour la sécurité (par exemple, soupape de sécurité);
— M: essais pour des pièces fonctionnelles qui ne sont pas critiques pour la sécurité (par exemple,
stabilisateur d’écoulement pour améliorer la performance);
— L: essais pour des pièces de conception ou de prototype.
Pour chaque catégorie d’essai, les caractéristiques indiquées (+) doivent être prises en compte, les
caractéristiques indiquées (o) sont recommandées pour prise en compte, et les caractéristiques indiquées (-)
ne sont pas applicables.
A.2 Exigences de surface
Les exigences de surface pour les pièces métalliques sont données dans le Tableau A.1.
Tableau A.1 — Exigences de surface pour les pièces métalliques
Exigence de surface
Apparence Texture de surface Couleur
H o + -
M o + -
L o o -
A.3 Exigences géométriques et dimensionnelles
Bien que les exigences de dimensionnement et de tolérance géométriques (GD&T) et/ou les spécifications
géométriques de produit (GPS) doivent être satisfaites pour toutes les catégories, des exigences plus strictes
sont généralement spécifiées pour les pièces à haut niveau de criticité.
A.4 Exigences mécaniques
Selon la classification de la pièce et les spécifications techniques, les essais mécaniques doivent être adaptés
de façon appropriée.
A.5 Exigences de propriétés physiques et chimiques
A.5.1 Généralités
Les exigences de propriétés physiques et chimiques doivent être adaptées selon la classification de la pièce.
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A.5.2 Spécificités pour la fabrication additive
A.5.2.1 Généralités
Aucune exigence ni recommandation à la date de publication du présent document.
A.5.2.2 Procédé
Aucune exigence ni recommandation à la date de publication du présent document.
A.5.2.3 Post-traitement
Afin d’être représentatives, les activités de post-traitement appliquées à la pièce et qui affectent les
propriétés du matériau doivent également être appliquées sur les éprouvettes d’essai.
A.6 Critères de performance et caractéristiques de qualité
A.6.1 Généralités
Le Tableau A.2 contient la liste des principales caractéristiques de qualité requises à la fois pour les matériaux
et les pièces métalliques produits par fabrication additive, avec les normes internationales recommandées.
En raison de la maturité actuelle des technologies de fabrication additive, des travaux de développement
sont en cours pour définir et décrire des caractéristiques spécifiques, mais dans l’attente, il est recommandé
d’utiliser les normes indiquées dans la présente Annexe.
Il convient que les lignes directrices de rapport soit suivies conformément à chaque norme applicable
mentionnée dans le Tableau A.2.
NOTE L’essai est réalisé avec le traitement thermique correspondant à l’utilisation finale de la pièce.
A.6.2 Spécificités pour la fabrication additive
En raison de la possibilité d’un comportement anisotrope dans les pièces métalliques produites par les
procédés de fabrication additive, des informations supplémentaires doivent être incluses dans les rapports.
NOTE 1 L’ISO 17295 donne des conseils pour le positionnement et l’orientation des pièces et des éprouvettes
dans le volume de fabrication du système de fabrication additive. L'ISO/ASTM 52915 fournit des conseils pour le
positionnement et l'orientation des pièces au sein d'un assemblage multi-parties (constellation) pouvant impacter
l'orientation de l'impression sur le plateau de fabrication d'un système de fabrication additive.
La spécificité de la fabrication additive (par exemple, anisotropie, direction d’essai vs direction de
fabrication) doit être indiquée pour toutes les caractéristiques mesurées et doit être consignée dans le
rapport d’essai. Les résultats d’essai doivent être consignés en utilisant l’orientation et la localisation
spécifiées dans l’ISO 17295.
Il existe des restrictions pour certains matériaux non homogènes, tels que les matériaux poreux, les
structures en treillis, etc., lors de l'utilisation de résultats d'essais mécaniques.
Si les pièces sont produites en utilisant un procédé de fusion sur lit de poudre, les éprouvettes doivent être
conformes aux exigences de l’ISO/ASTM 52909.
Davantage d’informations sur la méthode de caractérisation des poudres métalliques sont fournies dans
l’ISO/ASTM 52907.
Davantage d’informations sur les méthodes d’essais END sont disponibles dans l’ISO/ASTM TR 52905 et
l’ASTM E3166.
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Tableau A.2 — Liste des principales caractéristiques de qualité et des normes d’essai
recommandées correspondantes pour les pièces métalliques
Caractéristique de qualité Norme d’essai
Matière première
Taille et forme Taille et répartition granulométriques des ISO 4497
particules de poudre
ISO 8130-1
ISO 13319-1
ISO 13320
Morphologie ISO 9276-6
Surface ISO 9277
ISO 10070
ASTM B922
ASTM B330
ASTM E2980
Propriétés d’emballage et de Masse volumique (après tassement et appa- ISO 3923-2
transport rente)
Aptitude à l’écoulement/coulabilité ISO 4490
Chimie Caractéristiques de qualité Voir les normes correspondant
au matériau
Humidité Humidité ASTM E1868-10
Pièces/éprouvettes
Exigences de surface Apparence ISO 16348
Couleur ISO/CIE 11664-1
ISO/CIE 11664-2
ISO/CIE 11664-4
ISO/CIE 11664-5
Exigences géométriques Taille, dimensions de la longueur et de l’angle, ISO 129-1
tolérances dimensionnelles
ISO 286-1
ISO 8015
ISO 14405 (toutes les parties)
(spécification)
ISO 1938-1 (mesurage)
ISO 2768-1
Texture de la surface ISO 21920-1 (spécification)
ISO 21920-2 (spécification)
ISO 21920-3 (spécification)
ISO 21920 (toutes les parties)
(méthode de profil 2D)
ISO 25178 (toutes les parties)
(3D surfacique)
Tolérancement géométrique ISO 1101
(écarts de forme, de position et d'orientation) (spécification)
ISO 22081
a
Cette norme s'applique aux matériaux fabriqués de manière additive, mais les exigences de finition de surface ainsi que les
exigences d'épaisseur pour l'éprouvette peuvent être problématiques pour certains procédés de fabrication additive.
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TTabableleaauu A A.22 ((ssuuiitte)e)
Caractéristique de qualité Norme d’essai
Exigences mécaniques Dureté Voir A.7.2
Résistance à la traction Voir A.7.3
Résistance au choc Voir A.7.5
Résistance à la compression ISO 4506, voir A.7.4
Résistance à la flexion ISO 3327
Résistance à la fatigue Voir A.7.6
Fluage ISO 204
Coefficient de frottement Pas de norme identifiée
Résistance au cisaillement ISO 148-1
Propagation de fissure Voir A.7.7
Essai de pliage ISO 7438
Résistance transversale ISO 3327
Exigences du matériau fabriqué Masse volumique ISO 3369
ISO 12154
ASTM B962
ASTM B963
Propriétés physiques et Examen radiographique ISO 5579
physico-chimiques:
Essai par ressuage ISO 3452-1
analyses de microstructures
ISO 3452-2
(essais non-destructifs)
Tomographie IEC 61675–1
IEC 61675–2
Test de particule magnétique ISO 9934-1
Analyse métallurgique Grosseur de grain ISO 643
ASTM E112
ASTM E1382
Inclusions ISO 4967
ASTM E45
ASTM B796
ISO 4499 (toutes les parties)
ISO 12154
ISO 3369
ASTM B962
ASTM B963
a
Assemblages Résistance à la déformation des assemblages ASTM E238
Résistance des assemblages
a
Cette norme s'applique aux matériaux fabriqués de manière additive, mais les exigences de finition de surface ainsi que les
exigences d'épaisseur pour l'éprouvette peuvent être problématiques pour certains procédés de fabrication additive.
A.7 Commentaires spécifiques sur les caractéristiques
A.7.1 Généralités
Des exigences spécifiques doivent être considérées pour les caractéristiques suivantes.
A.7.2 Dureté
Les essais d’indentation suivants du Tableau A.3 peuvent aider à spécifier la dureté des pièces fabriquées de
manière additive. La dureté n’est pas une propriété fondamentale du matériau, mais la grande diversité des
méthodes d’essai de dureté utilisées de nos jours aide à prédire la résistance d’un matériau à la déformation
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plastique ou la résistance à l’usure, ou les deux en cas de soumission à une abrasion. En raison de la nature
subjective des essais de dureté présents, la méthode et la force d’essai désirées doivent être spécifiées avant
l’essai. Quel que soit l’essai de dureté spécifié, toutes les méthodes exigent une préparation de surface du
matériau avant l’essai. Avant l’essai, l’épaisseur de l’éprouvette doit également être prise en compte, car si
l’éprouvette est trop mince, la valeur de dureté mesurée peut être imprécise.
Les essais de dureté peuvent être réalisés sur des éprouvettes dédiées ou sur les surfaces finies lisses et non
déformées des éprouvettes d’essais de traction ou de choc.
Tableau A.3 — Normes recommandées pour les essais d’indentation pour les pièces métalliques
Type d’essai d’indentation / type de matériau Normes d’essai
Brinell ASTM E10 ou ISO 6506-1
Knoop ASTM E384 ou ISO 4545-1
Leeb ISO 16859-1
Vickers ASTM E384 ou ISO 6507-1
Rockwell ASTM E18 ou ISO 6508-1
Essai dynamique ISO 14577-1
Essais mobiles de dureté de Webster, Barcol et Newage ASTM B647 et ASTM B648
Matériaux frittés ISO 4498
Vérification de profondeur de cémentation ISO 4507
A.7.3 Résistance à la traction
Les modes opératoires décrits dans l’ASTM E8/E8M, l’ASTM E21, l’ASTM E1450, l'ISO 2740, l’ISO 6892-1,
l’ISO 6892-2, l'ISO 6892-3, l’ISO 15579, et l’ISO 19819 expliquent des lignes directrices pour les essais de
traction dans diverses conditions pour déterminer la limite d’élasticité et la résistance à la traction d’un
matériau. Tous sont applicables aux pièces métalliques fabriquées de manière additive, mais certaines
formes (par exemple, éprouvettes en forme de plaque, de fil et de tige ayant de faibles diamètres) sont
difficiles à fabriquer par un procédé additif.
Des informations supplémentaires sur la taille et la forme de l’éprouvette et l’orientation sont disponibles
dans l’ISO/ASTM 52909.
A.7.4 Résistance au choc
L’ASTM E23 couvre les essais de choc pour déterminer le comportement d’un métal lorsqu'il est soumis à
des contraintes multiaxiales, couplées à un taux de chargement élevé et avec soit de basses, soit de hautes
température. Cette norme décrit les exigences, la préparation et les éprouvettes d'essai de qualification
pour les méthodes Charpy et Izod. L’ISO 148-1 est la norme ISO équivalente, mais comprend uniquement des
lignes directrices pour l'essai Charpy. En alternative, l’ISO 14556, qui est similaire à l’ISO 148-1, peut être
utilisée, mais elle est limitée en domaine d'application aux matériaux en acier uniquement.
A.7.5 Résistance à la compression
L’ASTM E9, l'ASTM E209 et l’ISO 4506 décrivent la méthode de base pour des essais de compression
uniaxiaux d’éprouvettes métalliques à diverses températures. Ces modes opératoires sont utilisés dans la
détermination de la limite d’élasticité en compression et de la résistance à la compression d’un matériau.
Ces normes sont applicables aux matériaux fabriqués de manière additive, mais tous les types d'éprouvette
(tôles minces) ne peuvent pas être fabriqués avec succès par un procédé additif.
Pour les matériaux frittés avec une porosité de 50 % ou plus ainsi que les structures en treillis, l'ISO 13314
et l'ISO 17340 peuvent être appliquées. Pour les matériaux frittés, l'ISO 14317 peut être utilisée sauf pour les
matériaux durs.
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A.7.6 Résistance à la fatigue
Les normes applicables pour les essais de résistance à la fatigue des matériaux métalliques sont énumérées
dans le Tableau A.4
Tableau A.4 — Listes des normes pour les essais de résistance à la fatigue d'une pièce métallique
Norme Description
ASTM E 466 Essais de fatigue des métaux à température ambiante. Les deux normes fournissent des lignes
directrices pour un essai de fatigue à force axiale contrôlée.
ISO 1099
ISO 12106 Couvre les essais de fatigue des éprouvettes métalliques lorsque la déformation axiale est
contrôlée.
ASTM E606 Destinée principalement aux essais de fatigue à force contrôlée, dans lesquels la magnitude
des déformations inélastiques dépendantes du temps est d’un ordre de grandeur équivalent
ou inférieur à la magnitude des déformations inélastiques indépendantes du temps. En com-
plément, l’ASTM E606 détermine les contraintes et déformations cycliques à tout moment
pendant les essais et fournit des conseils pour déterminer la durée de vie en fatigue.
ASTM E2368 Pour déterminer les propriétés de fatigue thermo-mécanique des matériaux en conditions de
déformation contrôlée sous charge uniaxiale.
ISO 12111
ISO 1143 Détermination de la durée de vie sous fatigue d’une barre en rotation pendant la flexion.
ISO 1352 Pour les essais de fatigue à couple contrôlé qui sont réalisés à température ambiante dans l’air,
à commande de déplacement angulaire à amplitude constante, et qui mènent à la rupture en
quelques milliers de cycles.
ASTM E2760 Couvre la détermination des propriétés de propagation de fissure de fatigue de matériaux
nominalement homogènes en utilisant des éprouvettes compactes pré-fissurées. Elle com-
prend des cycles de fatigue avec des vitesses de chargement/déchargement ou des temps de
maintien longs ou les deux.
ASTM E2789 Pour l’essai d’usure de contact. L’usure de contact est généralement caractérisée par une chute
nette de la durée de vie sous fatigue au même niveau de contrainte que sur une éprouvette étalon.
ISO 3928 Éprouvette pour essai de fatigue pour les matériaux frittés sauf les matériaux durs.
A.7.7 Propagation de fissure
Les normes applicables pour les essais de propagation de fissure des matériaux métalliques sont énumérées
dans le Tableau A.5.
Tableau A.5 — Liste des normes pour la propagation de fissure applicables à une pièce métallique
Norme Description
ASTM E647 Pour déterminer le taux de croissance de fissures sur des éprouvettes entaillées. Les résultats
de cette méthode d'essai déterminent la résistance d'un matériau face à la propagation de
ISO 12108
fissures dans des conditions d'essai de force cyclique.
ISO 22889 Pour le mesurage de la résistance à la propagation stable de fissures dans les matériaux
métalliques avec faible contrainte jusqu’à la déformation plastique sous charge quasi-statique
ASTM E 740 Pour l'essai de rupture avec éprouvettes de traction comportant une fissure en surface. L’essai
est réalisé avec une force en croissance constante et une charge maintenue. Cette norme fournit
ASTM E 399
également le mode opératoire pour déterminer la résistance résiduelle d’une éprouvette avec
ASTM E 1820
fissure de fatigue semi-elliptique ou circulaire segmentée
ASTM E 1457 Pour le mesurage des temps de propagation des fissures de fluage dans des éprouvettes métal-
liques qui sont soumises à des conditions de charge statiques ou quasi-statiques
ASTM E 1681 Pour déterminer le facteur d’intensité de contrainte seuil pour la fissuration assistée par
l’environnement des matériaux métalliques et qui exige une chambre environnementale
ASTM E 2472 Pour la détermination de la résistance à la propagation de fissure stable sous conditions de
faible contrainte, qui se produit quand les ratios de la longueur sur la profondeur de la fissure
ASTM E 561
et du ligament non fissuré sur la profondeur sont supérieurs ou égaux à 4
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Annexe B
(normative)
Méthodes d’essai pour matériaux polymères
B.1 Généralités
Les catégories d’essai données dans le Tableau B.1 et Tableau B.2 peuvent être appliquées pour guider la
relation entre le client et le fournisseur de pièces, applicable pour les pièces polymères. Ces catégories d’essai
définissent le niveau de criticité des pièces:
— H: essais pour pièces de haute technicité ou critiques pour la sécurité (par exemple, soupape de sécurité);
— M: essais pour des pièces fonctionnelles qui ne sont pas critiques pour la sécurité (par exemple,
stabilisateur d’écoulement pour améliorer la performance);
— L: essais pour des pièces de conception ou de prototype.
Pour chaque catégorie d’essai, les caractéristiques indiquées (+) doivent être prises en compte, les
caractéristiques indiquées (o) sont recommandées pour prise en compte, et les caractéristiques indiquées (-)
ne sont pas applicables.
B.2 Exigences de surface
Les exigences de surface pour les pièces polymères sont données dans le Tableau B.1.
Tableau B.1 — Exigences de surface pour les pièces polymères
Exigence de surface
Apparence Couleur
H o o
M o o
L o o
B.3 Exigences géométriques et dimensionnelles
Bien que les exigences de dimensionnement et de tolérance géométriques (GD&T) et/ou les spécifications
géométriques de produit (GPS) doivent être satisfaites pour toutes les catégories, des exigences plus strictes
sont généralement spécifiées pour les pièces à haut niveau de criticité.
B.4 Exigences mécaniques
Selon la classification de la pièce et les spécifications techniques, les essais mécaniques doivent être adaptés
de façon appropriée.
B.5 Exigences du matériau formé
B.5.1 Généralités
Les exigences des propriétés physiques et chimiques doivent être adaptées selon la classification de la pièce.
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B.5.2 Spécificités pour la fabrication additive
B.5.2.1 Généralités
Aucune exigence ni recommandation à la date de publication du présent document.
B.5.2.2 Procédé
Aucune exigence ni recommandation à la date de publication du présent document.
B.5.2.3 Post-traitement
Aucune exigence ni recommandation à la date de publication du présent document.
B.6 Critères de performance et caractéristiques de qualité
B.6.1 Généralités
Le Tableau B.2 contient la liste des principales caractéristiques de qualité requises à la fois pour les matériaux
et les pièces polymères fabriqués par fabrication additive, avec les normes internationales recommandées.
B.6.2 Spécificités pour la fabrication additive
Compte tenu des caractéristiques des technologies de fabrication additive, des travaux sont en cours pour
définir et décrire leurs caractéristiques spécifiques mais dans la période intermédiaire, il est recommandé
d’utiliser les normes ISO ou ASTM des paragraphes suivants, sauf spécification contraire.
La spécificité de la fabrication additive (par exemple, anisotropie, direction d’essai vs direction de
fabrication, stratégies de remplissage) doit être indiquée pour toutes les caractéristiques mesurées et doit
être consignée dans le rapport d’essai. Les résultats d’essai doivent être consignés en utilisant l’orientation
et la localisation spécifiées dans l’ISO 17295.
Tableau B.2 — Liste des principales caractéristiques de qualité et des normes d’essai
recommandées correspondantes pour les pièces polymères
Caractéristique de qualité Norme d’essai
Matière première
Exigences sur Taille et répartition granulométriques ISO 4610
le matériau brut en vrac des particules de poudre
ISO 13319-1
ISO 13320
Morphologie ISO 9276-6
Surface ISO 9277
Masse volumique (après tassement et ISO 1068
apparente)
Aptitude à l’écoulement/ ISO 6186
coulabilité
ISO 4324
Caractéristiques de qualité Voir les normes correspondant
au matériau
Humidité ASTM D6980
ASTM D7191
ASTM D6869
ASTM D7191
ASTM E1868
a
L'influence du remplissage/de la paroi pour les éprouvettes d'essai entaillées pourrait influencer les résultats de l'essai de
choc. Dans ce cas, les éprouvettes non entaillées peuvent être préférées.
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TTabableleaauu B B.22 ((ssuuiitte)e)
Caractéristique de qualité Norme d’essai
Pièces/Éprouvettes
Exigences de surface Apparence ISO 16348
Couleur ISO/CIE 11664-1
ISO/CIE 11664-2
ISO/CIE 11664-4
ISO/CIE 11664-5
Exigences géométriques Taille, dimensions de la longueur et de l'angle, ISO 129-1
tolérances dimensionnelles
ISO 286-1
ISO 14405-1
(spécification)
ISO 1938-1
(mesurage)
ISO 2768-1
ISO 8015
Série ISO 14405 (toutes les parties)
Texture de surface ISO 21920-1 (spécification)
ISO 21920-2 (spécification)
ISO 21920-3 (spécification)
Série ISO 25178 (toutes les parties)
(3D, texture de surface: surfacique)
Tolérancement géométrique ISO 1101
(écarts de forme, de position et d'orientation) (spécification)
ISO 22081
a
L'influence du remplissage/de la paroi pour les éprouvettes d'essai entaillées pourrait influencer les résultats de l'essai de
choc. Dans ce cas, les éprouvettes non entaillées peuvent être préférées.
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TTabableleaauu B B.22 ((ssuuiitte)e)
Caractéristique de qualité Norme d’essai
Exigences mécaniques Préparation de l'éprouvette d'essai ISO/ASTM 52903-2
ISO/ASTM 52936-1
Dureté ISO 2039 (toutes les parties)
ISO 868
Résistance à la traction ISO 527-1
ISO 527-2
ISO 527-3
ISO 527-4
ISO 527-5
ASTM D1708
a
Résistance au choc ISO 179-1
a
ISO 179-2 (charpy)
a
ISO 180 (izod)
Résistance à la compression ISO 604
Résistance à la flexion ISO 178
ASTM D790
ASTM D6272
Résistance à la fatigue ISO 13003
ISO 15850
Fluage ISO 899-1
ISO 899-2
Vieillissement ISO 4892-1
ISO 4892-2
ISO 4892-3
ISO 4892-4
Coefficient de frottement ISO 6601
Résistance au cisaillement ISO 14129
Propagation de fissure ISO 15850
Exigences du matériau Masse volumique ISO 1068
fabriqué
ISO 12154
ISO 3369
ASTM B962
ASTM B963
Propriétés physiques Examen radiographique consulter les normes pertinentes
et physico-chimiques:
Essai par ressuage ISO 3452-1
analyses de microstructures
ISO 3452-2
(essais non-destructifs)
Tomographie IEC 61675–1
IEC 61675–2
Test de particule magnétique Non pertinent
Analyse de matériau Grosseur de grain ISO 4499 (toutes les parties)
a
L'influence du remplissage/de la paroi pour les éprouvettes d'essai entaillées pourrait influencer les résultats de l'essai de
choc. Dans ce cas, les éprouvettes non entaillées peuvent être préférées.
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Annexe C
(normative)
Méthodes d’essai pour matériaux céramiques
C.1 Généralités
Les catégories d’essai données dans le Tableau C.1 et Tableau C.2 peuvent être appliquées pour guider la
relation entre le client et le fournisseur de la pièce, applicable pour les pièces céramiques. Ces catégories
d’essai définissent le niveau de criticité des pièces:
— H: essais pour pièces de haute technicité ou critiques pour la sécurité (par exemple, soupape de sécurité);
— M: e
...
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