划时代！使用“共享”数据来支持标准制定及软件开发，ASTM成立CMDS材料数据和标准化联盟

| 3DScienceValley · 2022/05/22

根据3D科学谷的了解，近日，ASTM 国际增材制造卓越中心 (AM CoE) 和创始行业成员正式宣布启动 AM CoE 材料数据和标准化联盟 (CMDS) 计划。 ASTM CMDS 的使命是将代表整个 AM 价值流的各行各业的关键组织聚集在一起。

CMDS特别侧重于确定开发生成机器无关材料数据的方法所必需的关键过程-结构-属性关系。CMDS 将管理一个高谱系数据共享数据库，联盟成员将使用该数据库来开发工具，例如基于物理/概率模型的工具，以及支持新 AM 应用、材料和技术的快速认证所需的数据分析，以及实时质量保证以扩大增材制造生产。

CMDS
© AMTS

高质量共享数据

在行业成员的指导下，并通过与主要监管机构和其他政府机构协调，CMDS 每年将选择感兴趣的材料和应用特定属性（例如静态、循环、热、腐蚀）发布项目，并执行各种项目，最终支持标准和数据集的开发。研究成果和经验将通过 ASTM 相关委员会（如 F42）制定的新 AM 标准和规范提供信息，以推动整个行业的一致性，创建具有属性的和改进的材料规范和基于稳健数据集的结构要求。

CMDS数据集合-粉末床金属熔融3D打印
© AMTS

联盟成员将就增材制造材料数据生成要求的标准化进行合作，并将创建和管理共享的“参考”数据集，以加速增材制造技术的认证和更多采用。该联盟由 21 个创始成员组成，其中包括：Accurate Brazing，AddUp（属于米其林），ASTM 国际，奥本大学，BeamIT/3T-AM，波音，Desktop Metal,Element Materials Technology，EOS，Edison Welding Institute (EWI)，Fraunhofer 弗劳恩霍夫IAPT，Gasbarre 热处理系统，GE增材制造，吉凯恩增材制造，海克斯康制造智能公司，惠普公司，MTC，Morf3D，美国国家航空航天局 (NASA)，雷神，Sigma Labs

CMDS创始成员
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材料数据和标准化联盟

材料数据与标准化联盟 (CMDS) 使来自整个增材制造生态系统的各种规模的公司能够协作标准化材料数据生成的最佳实践，以及创建、管理和管理加速工业化和全面采用所需的数据增材制造技术。

CMDS数据集合-粘结剂喷射金属3D打印
© AMTS

AM CoE CMDS 与成员协调并在监管机构的投入下，将通过标准化加速采用 AM 技术：

为创建强大的 AM 材料数据集建立要求并开发最佳实践

专注于理解关键的流程-结构-属性关系
确定可变性的关键来源并量化敏感性
确保样本生成数据与零件生产之间的联系
建立评估现有材料数据集质量和谱系的指南

资助研发项目，创建共享的高度纯正的参考材料数据集

生成与机器无关的数据集以支持基于流程的标准
建立基于材料结构确定数据等效性的方法
可信数据集支持先进的基于物理、概率和 AI/ML 人工智能建模工具，用于流程优化和快速认证
成熟的实时质量保证，使用现场数据改进缺陷检测/预测

人工智能赋能3D打印
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维护安全的会员专用数据管理系统

优化整个材料数据生成工作流程以实现自动化和互操作性
合并通用数据字典、数据交换格式和谱系标准
实施 FAIR 原则（可查找性、可访问性、互操作性和重用）
最小化数据处理成本（捕获、摄取、管理、分析、学习）

将经验和联盟批准的材料数据传输给 F42 标准开发委员会

通过行业提高材料数据生成的驱动一致性，确保数据的可比性和可组合性
基于稳健数据集的具有属性和结构要求的改进的增材制造材料规范

加入 AM CoE CMDS 的 5 个理由

利用来自 AM CoE 的研发和材料数据集创建专业知识。
标准开发、工业、学术界、政府和研究组织之间的独特、首创的直接关系。
与 MMPDS（与 ASTM 的 MoU）、CMH-17、NIST 和其他国际影响机构密切合作，为联盟提供材料数据生成要求和数据缩减方法的指导。
直接访问和影响 ASTM 和其他外部资助的研究项目的机会，这些项目的重点是开发材料数据和知识，这些数据和知识将影响各种监管机构的未来行业标准和要求。
能够通过数据驱动的 AM 标准对您的供应链产生积极影响，同时为企业保留独特的角色。

价值主张

共享资金模型为材料数据提供至少 10:1 的投资回报率。
多种材料和 AM增材制造模态工作流为成员AM增材制造应用提供了更多机会。
使用联盟批准的指南推动整个行业一致的数据生成实践，并确保成员数据的广泛接受和增加的可信度。
联盟驱动的高效数据管理和处理工具以及自动化数据工作流程可降低总体数据集生成成本。
根据材料数据等效标准，能够以最少的新测试要求快速鉴定和购买新技术（机器、原料等），并提高数据集的可比性和潜在的可组合性。

CMDS 利用组合资源实现模型辅助快速认证 (MARQ) 的共同愿景，使用“共享”高质量数据集来支持建模、仿真和实时质量保证工具的开发和验证。

创成式设计软件
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根据GE增材制造，作为一家提供从原料到成品零件的整个增材制造生态系统的公司，GE认识到开发高度纯正的材料属性数据集的重要性。通过共同定义材料表征的通用方法，GE希望推动对整个增材制造行业的进一步了解和扩展。

增材制造发展阶段
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根据波音，CMDS的集体增材制造专业知识提供了推进增材制造行业所需的广阔视野，并推动实现持续采用所需的共同增材制造标准。

根据雷神，CMDS将工业、学术界和政府团队联系起来，以加快增材采用的道路，将增材制造从具有重大应用方面的各种障碍的工艺转变为广泛使用的标准制造工艺。各个成员通过贡献各自的经验以及多样化的研究和数据，以帮助创建标准和必要的资格认证方法。

CMDS 的 AM CoE 合作伙伴是 ASTM International、NASA 和奥本大学。CMDS这个由会员驱动的联盟旨在加强 AM CoE 的核心使命，即研究标准 (R2S) 填补标准化空白，同时支持访问高质量的数据集。

数据之上的标准，标准之上的产品

“一流的企业做标准，二流的企业做品牌，三流的企业做产品”，这句话放在数字制造时代已焕发出新一重的意境，根据3D科学谷的市场观察，对于许多公司而言，数字化和自动化是增材制造进一步发展的关键。因此，越来越多的制造商依赖基于云的解决方案，并将各种算法集成到他们的 3D 打印解决方案中，以充分发挥该技术的潜力。那么这将势必使得数据、标准、产品之间的联动变得更为密切，标准、品牌影响力、产品性能之间的界限将变得愈加模糊。

对于金属3D打印设备厂商来说，CMDS 的创始合作伙伴中包括EOS, GE, AddUp(米其林旗下） Desktop Metal,惠普-HP; 对于金属粉末制造商来说，CMDS 的创始合作伙伴中包括GKN; 对于软件企业来说，CMDS 的创始合作伙伴中包括海克斯康，Sigma Labs；对于研究机构来说，CMDS 的创始合作伙伴中包括德国的Fraunhofer弗劳恩霍夫，英国的MTC。这些创始合作伙伴企业通过共享数据，加速标准制定，在标准的基础上进一步强化其产品的竞争力，这将为行业话语权奠定更为坚实的基础。

数据与标准不仅仅催生更为普适性的产品，还将强化人工智能的学习能力，未来几年，机器学习在制造商生产过程中的使用将继续增加。到 2028 年，全球人工智能和高级机器学习市场预计将达到 4713.9 亿美元，增长率 (CAGR) 为 35.2%。作为数字化过程本身，3D 打印是工业4.0 的一部分（延伸阅读，请参考《3D打印与第四次工业革命》），因此是机器学习等人工智能越来越多地成为优化价值链的重要组成部分。人工智能 (AI) 能够在很短的时间内处理大量复杂数据，这就是为什么AI作为决策者变得越来越重要的原因。

3D科学谷对3D打印发展趋势有一个坚定的看法，那就是3D打印机与生产线的结合将迎来一个新时代：有一天，会出现雨后春笋般的小型工厂，这些小型工厂像社区一样更靠近消费者，工厂的运转通过软件管理，可以按需打印零件，而无需起订量的要求。这个新时代的新意不仅在于制造方式与商业模式的变化，更重要的是可以设计出比过去更轻、更便宜和更高效的零件，而在此基础上，市场的竞争规则也将发生巨大的变化。

美国总统拜登于2022年5月6日在辛辛那提正式揭幕AM Forward（增材制造前进计划），美国将实施两党创新法案 (BIA) 将把3D打印-增材制造等重要的新技术交到全国各地的企业家和公司手中——提高美国制造商的生产力和弹性，同时降低美国家庭的成本。

为了提升企业采用3D打印-增材制造技术，AM Forward（增材制造前进计划）提到了支持制定行业标准：由于3D打印需要不同的标准和工艺认证，美国商务部将通过美国国家标准与技术研究院 (NIST) 进行测量科学研究，以克服广泛使用金属基材料的关键障碍。增材制造，做为新的高优先级标准开发技术基础，并通过在 ASTM 国际、国际标准化组织 (ISO)、美国机械工程师协会 (ASME) 和其他机构内领导标准制定，将这些结果传播给 AM Forward 参与者。

数据-标准-产品的联动关系在3D打印-增材制造方面将体现的愈发明显，也对企业提出了新的能力要求与挑战。

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