重大新聞：2017年“增材制造與激光制造”重點項目申報指南公布

8月16日，南極熊從國家科技部獲得重大消息：現(xiàn)就國家重點研發(fā)計劃高新領域“增材制造與激光制造”2017年度項目申報指南建議向社會征求意見。雖然是征求意見，但也透露了國家重點支持的項目方向，國內的3D打印企業(yè)可以在這些方向上投入研發(fā)。下面是正文：

“增材制造與激光制造”意見征集的郵箱為：gxs_zdhc@most.cn   科技部官方公告：http://service.most.gov.cn/2015tztg_all/

根據《國務院關于改進加強中央財政科研項目和資金管理的若干意見》（國發(fā)[2014]11號）、《國務院關于深化中央財政科技計劃（專項、基金等）管理改革方案的通知》（國發(fā)[2014]64號）、《科技部 財政部關于改革過渡期國家重點研發(fā)計劃組織管理有關事項的通知》（國科發(fā)資[2015]423號）等文件要求，現(xiàn)將國家重點研發(fā)計劃高新領域12個重點專項2017年度項目申報指南建議（見附件）向社會征求意見。征求意見時間為2016年8月16日至2016年8月20日。

國家重點研發(fā)計劃相關重點專項的凝練布局和任務部署已經戰(zhàn)略咨詢與綜合評審特邀委員會咨詢評議，國家科技計劃管理部際聯(lián)席會議研究審議，并報國務院批準。本次征求意見重點針對各專項指南方向提出的目標指標和相關內容的合理性、科學性、先進性等方面聽取各方意見�？萍疾繉�會同有關部門、專業(yè)機構和專家，認真研究收到的意見，修改完善相關重點專項的項目申報指南。征集到的意見將不再反饋和回復。

“增材制造與激光制造”重點專項

2017年度項目申報指南建議

為落實《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）》和《中國制造2025》等提出的任務，國家重點研發(fā)計劃啟動實施“增材制造與激光制造”重點專項。根據本專項實施方案的部署，現(xiàn)提出2017年度項目申報指南建議。

本重點專項總體目標是：突破增材制造與激光制造的基礎理論，取得原創(chuàng)性技術成果，超前部署研發(fā)下一代技術；攻克增材制造的核心元器件和關鍵工藝技術，研制相關重點工藝裝備；突破激光制造中的關鍵技術，研發(fā)高可靠長壽命激光器核心功能部件、國產先進激光器，研制高端激光制造工藝裝備；到2020年，基本形成我國增材制造與激光制造的技術創(chuàng)新體系與產業(yè)體系互動發(fā)展的良好局面，促進傳統(tǒng)制造業(yè)轉型升級，支撐我國高端制造業(yè)發(fā)展。

本重點專項按照“圍繞產業(yè)鏈，部署創(chuàng)新鏈”的要求，圍繞增材制造與激光制造的基礎理論與前沿技術、關鍵工藝與裝備、創(chuàng)新應用與示范部署任務。專項實施周期為5年（2016－2020）。

1．增材制造

1.1面向增材制造的產品創(chuàng)新設計技術（基礎前沿類）

研究內容：研究面向金屬增材制造的工藝約束建模方法，結合結構功能與承載性能約束，發(fā)展復雜整體結構的高性能輕量化拓撲優(yōu)化方法，實現(xiàn)結構構型、功能組件布局、多材料梯度布局的整體匹配優(yōu)化設計；制定面向增材制造的整體結構、多材料梯度結構優(yōu)化設計的標準規(guī)范、軟件，形成可供工程化應用的增材制造結構優(yōu)化設計技術體系。

考核指標：建立增材制造工藝約束模型和實現(xiàn)方法、典型零部件結構優(yōu)化設計方法及其性能評估模型，可處理100萬以上變量及2種以上不同類型設計變量的混合優(yōu)化；整體結構優(yōu)化設計實現(xiàn)結構件數(shù)量減少50%以上、功能和效能提升15%以上；形成相關設計軟件平臺、設計標準和規(guī)范；實現(xiàn)在航空、航天、能源、動力等領域的應用驗證。

1.2高效寬幅微滴噴射陣列打印頭的研發(fā)（重大共性關鍵技術類）

研究內容：微滴噴射陣列打印頭的流體輸送特性、微小液滴形成與噴射過程、打印頭壽命影響因素，液滴噴射品質的評價方法；微滴噴射陣列打印頭流道結構設計、芯片封裝過濾系統(tǒng)設計、MEMS制造工藝和CMOS工藝設計優(yōu)化及集成方法；智能芯片設計及開發(fā)，芯片模塊集成方法和校準方式；打印頭微滴噴射控制技術。

考核指標：模塊化設計，微滴噴射陣列打印頭噴嘴密度大于1200個/英寸；單位打印頭模塊≥100mm , 集成打印寬幅≥900mm，打印頭最高工作頻率≥20kHz，打印噴嘴壽命大于2.5億次；可噴液體粘度范圍1-100 CP。

1.3智能化增材制造系統(tǒng)平臺（重大共性關鍵技術類）

研究內容：增材制造元器件、材料工藝數(shù)據庫、在線檢測反饋系統(tǒng)、系統(tǒng)決策控制融合，構建增材制造智能化平臺技術。建立工藝參數(shù)庫和知識庫，開發(fā)支持高精度成形的數(shù)據處理算法和工藝數(shù)據庫；建立在線檢測系統(tǒng)與信息反饋系統(tǒng)，形成保證成形精度和制件質量的智能化工藝參數(shù)系統(tǒng)；研究裝備系統(tǒng)的自診斷和自檢測系統(tǒng)，形成智能在線預警和設備自保護系統(tǒng)；建立增材制造過程的工業(yè)標準體系，實現(xiàn)制造精度和質量的在線智能化控制。

考核指標：工藝數(shù)據庫和工藝參數(shù)系統(tǒng)匹配不少于10種金屬、高分子（含覆膜砂）和陶瓷材料，以及5種以上的增材制造工藝或裝備；在線檢測和反饋系統(tǒng)實施后，增材制造制件的變形、孔隙和裂紋等缺陷工藝可控，制件質量穩(wěn)定性提高1倍；在工程中得到實際應用，實施不少于100個案例。

1.4高性能大型金屬構件電弧/電子束熔絲增材制造裝備與工藝（重大共性關鍵技術類）

研究內容：針對電弧/電子束熔絲增材制造的三維數(shù)模分析、成型策略優(yōu)化、數(shù)模分層及路徑規(guī)劃軟件；大跨度機器手或6軸CNC運動控制技術與裝備；高性能大型金屬構件電弧/電子束熔絲成形構件質量控制及性能預測評估方法；成形過程實時監(jiān)控技術；工藝和裝備的相關標準規(guī)范。

考核指標：裝備最大成形尺寸≥3500mm，成形效率≥500cm3/h，變形控制在0.4mm/100mm以內，構件主要力學性能指標不低于同成分鑄件或者鍛件，裝備連續(xù)工作時間不低于240小時；實現(xiàn)應用驗證。

1.5復雜精密金屬構件電子束粉末床增材制造裝備與工藝（重大共性關鍵技術類）

研究內容：高精度電子束掃描系統(tǒng)設計原理與實現(xiàn)方法；粉床電子束增材制造裝備系統(tǒng)集成與效能提升技術，包括定量送鋪粉技術、輻射防護技術、快速冷卻與氣氛控制系統(tǒng)集成技術，成形過程實時可視監(jiān)控與在線質量診斷技術等；復雜精密構件粉床電子束成形工藝與軟件；復雜精密金屬構件電子束粉末床增材制造裝備。

考核指標：增材制造裝備支持鈦合金、難熔金屬和金屬間化合物等多種金屬材料的精確成形；成形區(qū)域尺寸≥Ф350mm×380mm，幾何精度≤±0.2mm，成形效率≥80cm3/h（以成形標準鈦合金試樣塊為參考）；裝備與工藝實現(xiàn)應用驗證。

1.6高性能非金屬材料增材制造工藝與裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：高性能陶瓷及其復合材料增材制造技術；連續(xù)纖維增強復合材料增材制造技術；研制相應的工藝裝備，建立相應工藝裝備的適應材料、設備可靠性、環(huán)保安全等標準規(guī)范；針對國家重大工程需求的應用研究。

考核指標：（1）高性能陶瓷及其復合材料增材制造裝備的成形尺寸大于200mm×200mm×200mm，成形相對精度高于±2%，對于高致密度陶瓷，后處理后成形件致密度高于99%，對于陶瓷基復合材料構件，其室溫斷裂韌性≥8MPa×m1/2；（2）連續(xù)纖維增強復合材料增材制造裝備尺寸不大于400mm′400mm′600mm，可以通過行走方式實現(xiàn)尺寸≥2m的復雜結構件增材制造；（3）在國家重大工程中得到應用。

1.7用于缺損組織修復的可降解仿生多孔支架的增材制造制備技術（重大共性關鍵技術類）

研究內容：針對可降解生物材料的仿生微結構及骨、軟骨、血管、眼角膜等缺損組織修復支架的制備，研發(fā)相應的可降解生物材料增材制造裝備與工藝；開展可降解仿生支架的再生修復性能及其調控技術研究，研究增材制造制備可降解支架的醫(yī)療安全性和有效性的檢測標準與方法，研究制定相關準入與監(jiān)管標準。

考核指標：工藝裝備可以制備小于500μm的仿生微結構，支架孔隙率達到60%以上；制備的2-3種仿生多孔支架達到進入臨床試驗的要求。

1.8增材制造修復與再制造技術與裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：不同工業(yè)領域失效零件增材修復工藝與裝備設計原則；零件可修復性評價與修復判據；損傷部位前處理及在線3D測量方法、待修復部位幾何模型快速重建、分層切片及掃描路徑規(guī)劃；面向工程化應用的增材修復與再制造專用合金材料設計和制備技術；增材修復與再制造的控形控性技術；后處理與無損檢測、性能表征及性能考核。

考核指標：增材制造修復裝備可修復零件尺寸≥3.5m，變形量≤0.1mm/100mm；缺陷部位幾何重建時間小于0.5h，可實現(xiàn)修復層厚和掃描路徑調節(jié)；修復和再制造后綜合力學性能不低于原件性能的90%；建立增材修復與再制造標準及規(guī)范；在國家重大工程中得到應用。

1.9復合增材制造技術及裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：增材/鍛造復合制造技術；增材/減材復合制造技術（可任選材料同步送進增材制造技術或粉末床增材制造技術）；研制相應的工藝裝備；建立工藝數(shù)據庫以及工藝、裝備、制件的相關標準規(guī)范；針對國家重大工程需求的應用研究。

考核指標：（1）增材/鍛造復合制造裝備支持多種金屬材料增材成形，實現(xiàn)成形組織等軸細晶化，晶粒度及其均勻性超過鍛件水平；成形效率≥3kg/h（以Ti-6Al-4V合金沉積為參考），最大成形尺寸≥3500mm；變形控制在0.3mm/100mm 以內；（2）增材/減材復合制造技術方向，對于材料同步送進增材/減材復合制造技術，裝備具有成形復雜曲面以及帶有內腔、內孔、內流道零部件的能力，成形零件精度不低于0.5‰，表面粗糙度不大于2μm，最大成形尺寸≥1000mm，成形效率≥200cm3/h，連續(xù)工作時間≥240h；對于粉末床增材/減材復合制造技術，裝備最大成形尺寸≥300mm，成形效率≥15cm3/h，無故障工作時間≥2000h；（3）建立相關的標準、規(guī)范；（4）在國家重大工程中得到應用。

1.10金屬增材制造缺陷和變形的射線檢測技術與裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：增材制造過程冶金缺陷與應力應變的在線射線（包括X射線、紅外和自然光等）無損檢測方法；元素含量的高精度在線檢測；增材制造特殊冶金缺陷的形成機理、缺陷特征和無損檢驗特性；檢測信息與材料、結構性能之間的關聯(lián)。

考核指標：研制出金屬增材制造在線射線檢測裝備，實現(xiàn)鈦合金、合金鋼、鋁合金、高溫合金等4類金屬結構件增材制造過程的在線檢測；主要成分探測值誤差優(yōu)于±3at.%，缺陷的檢測識別精度≤0.05mm（以25mm厚的鈦合金為參考），變形的檢測精度≤0.1mm/100mm；形成相關射線的檢測規(guī)范和標準。

1.11增材制造技術在航空航天制造領域的產業(yè)化應用示范（應用示范類）

研究內容：針對飛機和航天器的國家重點工程任務，提出基于增材制造的系統(tǒng)級結構設計新思路，梳理出適合于增材制造的結構件的類型，進行基于增材制造工藝的結構與材料優(yōu)化設計，采用適當?shù)脑霾闹圃旒夹g完成相關零部件的制造和后處理，形成成套的增材制造過程與制件性能的分析檢測技術，進行增材制造結構件以及采用增材制造件后系統(tǒng)的功能、性能、制造效率與成本的綜合評價。

考核指標：結構件減重﹥30%，功能提升﹥15%，制造全周期縮短﹥20%，成本降低﹥20%；可覆蓋的零件應用比例不低于鋁合金和鈦合金結構總重量的3%；建立整套設計方法、制造工藝及評價體系；實現(xiàn)增材制造結構件的批量生產并裝機應用；優(yōu)先采用科技計劃（專項、基金等）支持的技術成果。

1.12個性化定制醫(yī)療器械增材制造技術與應用示范（應用示范類）

研究內容：開展金屬與非金屬醫(yī)療器械（含醫(yī)用非醫(yī)療器械）的個性化建模、設計與定制增材制造技術研究，并在臨床需求量較大、個性化特征需求較高的方向開展臨床應用研究，主要包括增材制造個性化人工關節(jié)，個性化人工脊柱植入物，個性化義齒及種植體，個性化顱頜面缺損修復體，增材制造人體疾病精準治療等；建立增材制造生物醫(yī)療臨床應用的服務、設計、定制生產和綜合評價的標準規(guī)范及質量監(jiān)控體系。

考核指標：產品打印精度和性能滿足臨床使用要求（一般精度優(yōu)于0.1mm）；對于增材制造I類、II類和III類醫(yī)療器械（含醫(yī)用非醫(yī)療器械）的臨床試用或應用病例達到200例以上；相關產品進入CFDA評價；優(yōu)先采用科技計劃（專項、基金等）支持的技術成果。

1.13 面向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的3D打印技術平臺及應用（應用示范類）

研究內容：針對不同層次人群創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的需求，開發(fā)3D打印創(chuàng)意設計和建模軟件，研發(fā)一體化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，匯聚3D打印創(chuàng)新設計、打印設備等資源，面向教育、培訓、創(chuàng)新設計、文化創(chuàng)意等開展應用示范。

考核指標：在線3D設計軟件支持1000人并發(fā)；平臺活躍用戶10萬人以上；優(yōu)先采用科技計劃（專項、基金等）支持的技術成果。

    2. 激光制造

    2.1 超快激光微納制造機理及新方法（基礎前沿類）

研究內容：面向新能源、國防、航空航天等領域國家重大需求和新型功能器件制造，建立超快激光與材料相互作用多尺度理論與觀測體系，從電子層面理解光場調控下微納加工的新現(xiàn)象和新效應；研究超快激光時域/空域分布對電子動態(tài)和材料性質調控的加工新原理、新方法及其前沿應用，設計和加工若干具有重大應用前景的新型微納功能器件。

考核指標：建立超快激光與材料相互作用的多尺度模型；實現(xiàn)加工過程的多尺度觀測，跨越10個以上時間數(shù)量級；加工面積達到平方厘米量級、含超過10萬個微納結構；解決新能源、國防、航空航天等領域1-3個國家重大需求中核心構件的制造難題，發(fā)展1-3個有重大應用前景的新型功能器件。

2.2 制造用大功率光纖激光器（重大共性關鍵技術類）

研究內容：針對激光制造/增材制造裝備需求，開發(fā)傳輸組件、功率合束器等大功率光纖激光關鍵器件；開展光束質量控制、非線性抑制、光譜控制、多路光纖激光功率合成等關鍵技術研究；研究高功率泵浦、散熱、輸出功率穩(wěn)定性及光致暗化等關鍵技術；發(fā)展工業(yè)化大功率光纖激光器系統(tǒng)集成和模塊化組裝技術。

考核指標：開發(fā)出長壽命3kW單模光纖激光器和高可靠性20kW~30kW的多模光纖激光器（輸出光纖芯徑≤200μm）；實現(xiàn)>2kW單模光纖激光器與>20kW多模光纖激光器的小批量化制造；項目驗收時實現(xiàn)激光制造用>2kW單模光纖激光器100臺以上、以及>20kW多模光纖激光器10臺以上的銷售量；實現(xiàn)項目研制大功率光纖激光器在激光制造裝備上的應用示范。

    2.3 制造用紫外激光器（重大共性關鍵技術類）

研究內容：針對激光制造/增材制造裝備需求，開發(fā)紫外激光元器件加工工藝，解決抗損傷紫外晶體等光學元件產品化難題；研究工業(yè)激光器數(shù)值設計與仿真方法，研究高功率紫外激光器的制造技術；研究激光器光場分布、偏振/相位特性等調控新方法，構建紫外激光器性能驗證的加工工藝平臺，研究紫外激光器工業(yè)化解決方案。

考核指標：研制出40W級以上100kHz~1MHz的355nm與10W級50kHz~150kHz的266nm納秒脈沖激光器；建立半自動化紫外激光器批量裝配生產線；項目驗收時國產化工業(yè)紫外激光器實現(xiàn)200臺以上銷售，其中>20W的激光器銷售不少于20臺、>10W的激光器銷售不少于30臺；實現(xiàn)項目研制紫外激光器在激光制造裝備上的應用示范。

2.4 硬脆材料的激光高效加工裝備（重大共性關鍵技術類）

    研究內容：研究硬脆材料的微結構成形機理及工藝方法，研究硬脆材料激光高效精密制造技術及表面質量控制方法；攻克激光脈沖調制、光束穩(wěn)定性控制、多軸運動協(xié)同等關鍵技術；研制高精度高速掃描振鏡等激光制造用元器件，開發(fā)成套專用激光制造裝備。

    考核指標：瞄準航天航空、能源等領域的典型硬脆材料加工需求，研制動態(tài)三維掃描振鏡（最大掃描速度不低于8m/s、瞬態(tài)特性不大于160μs）；開發(fā)光機電協(xié)同控制系統(tǒng)；研發(fā)不少于2類激光精密自動化制造裝備，表面粗糙度Ra≤0.0004mm，尺寸精度誤差優(yōu)于0.005mm，進行典型工程應用。

2.5 復雜微細結構的激光加工與測量技術及裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：研究微細激光光束聚焦機理及激光掃描方法；研究突破激光衍射極限的高深寬比納米結構的激光加工技術；研究超細激光制造過程監(jiān)測和加工質量控制方法；開發(fā)超細激光聚焦加工樣機及質量檢測設備。

考核指標：研制出微細激光聚焦加工樣機，實現(xiàn)深寬比>10:1三維納米結構，以及特征尺度<10nm的二維納米結構激光制造；開發(fā)出橫向分辨率<200nm，軸向分辨率<20nm的超分辨三維光學測量裝置。實現(xiàn)1-2件微納器件制造應用。

   2.6 激光高性能連接/超精密焊接裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：面向國家重大需求，研究兩個方面內容：（1）研究納米材料/結構的激光制造并用于低溫連接高溫服役電子器件的連接技術；研究復雜微納尺度操作與激光光束協(xié)同控制、同質/異質材料可控納米連接技術與裝備。（2）研究光電器件超精密激光焊接技術；突破位置精確搜索、亞微米精度運動控制、激光束精確整形傳輸、焊點微位移控制等關鍵技術；研制光電器件的超精密激光焊接裝備。

考核指標：（1）研發(fā)激光納米連接裝備，精度優(yōu)于40nm，實現(xiàn)低溫連接(<250℃)高溫服役(>300℃)的微納功能器件連接制造，壽命加速實驗滿足相關器件國際標準；實現(xiàn)納米材料激光無損連接，且接頭強度超過母材的90%；應用于2-3項新型微納功能器件。（2）研制不少于3類超精密激光焊接裝備，焊接精度優(yōu)于1μm，支撐光電器件精密焊接的重大應用，如光通信激光器焊接、柔性顯示器密封、衛(wèi)星準直器焊接等。

2.7大型構件的激光高效清洗裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：研究激光對材料涂層、污物及微小顆粒等作用的物理機制及激光清洗方法；研究激光時間-空間-功率、熱變形等對制造性能影響的多元參數(shù)實時在線檢測與矯正技術；開發(fā)針對大型構件高效激光清洗、復雜構件選區(qū)清洗成套裝備技術。

考核指標：面向航空航天、高鐵等領域的重大需求，研發(fā)多元參數(shù)矯正系統(tǒng)（光斑尺寸與平均功率輸出精度誤差優(yōu)于1%）；研發(fā)不少于2類激光清洗裝備并實現(xiàn)典型工程應用驗證：（1）大型構件涂層清洗效率大于40m2/h，清洗厚度精度優(yōu)于10m；（2）選區(qū)清洗定位精度優(yōu)于0.1mm，金屬構件清洗質量不低于Sa3級。   

附件下載 增材制造與激光制造2017年度項目申報指南.doc (1.38 MB, 下載次數(shù): 1880)

2016-8-18 12:42 上傳

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