9個(gè)項(xiàng)目涉及增材制造，“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南發(fā)布

2021年2月4日,，南極熊獲悉,，科技部發(fā)布信息，已將“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“氫能技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南（見附件）向社會(huì)征求意見和建議,。征求意見時(shí)間為2021年2月1日至2021年2月21日,，修改意見請于2月21日24點(diǎn)之前發(fā)至電子郵箱。

南極熊發(fā)現(xiàn)在“先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料”和“高端功能與智能材料”這兩個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)中出現(xiàn)了關(guān)于增材制造（3D打�,。┘夹g(shù)的項(xiàng)目,，合計(jì)有9個(gè)項(xiàng)目（文末可下載），南極熊對其進(jìn)行了梳理,。

“先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南建議（征求意見稿）,，其中有7個(gè)項(xiàng)目涉及到了增材制造相關(guān)技術(shù)，南極熊進(jìn)行了提取如下：

2.3 高品質(zhì)TiAl 合金粉末制備及增材制造關(guān)鍵技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對電子束增材制造所需的低氧含量球形TiAl 合金粉末,，研究鋁元素?fù)]發(fā),、粉末球形度差,、空心粉高問題，突破工業(yè)化生產(chǎn)球形TiAl 合金粉末和工業(yè)化TiAl 構(gòu)件增材制造關(guān)鍵技術(shù),；開展增材制造TiAl 合金的材料-工藝-組織-缺陷-性能一體化系統(tǒng)研究及典型服役性能測試,，突破構(gòu)件增材制造工藝及性能控制關(guān)鍵技術(shù)，掌握包括材料,、工藝,、組織調(diào)控、性能特征及典型應(yīng)用,，為新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫關(guān)鍵構(gòu)件制造及工業(yè)化應(yīng)用提供技術(shù)支撐,。

考核指標(biāo)：粉末指標(biāo)：粉末粒度45μm~105μm，收得率≥40%,，粉末氧含量≤0.075wt%,，粉末流動(dòng)性≤35s/50g；成形件指標(biāo)：室溫抗拉強(qiáng)度≥600MPa,、延伸率≥1.5%，650℃抗拉強(qiáng)度≥500MPa,，650℃高周疲勞強(qiáng)度（σ-1,，Kt=1，N=1×107）≥300MPa,，650℃持久強(qiáng)度（σ100h）≥250MPa,。

3.3 先進(jìn)鋁合金高效加工及高綜合性能研究（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：針對飛行器、船舶以及汽車等提速減重,、綠色制造的迫切需求,，開展以鑄代鍛、整體成型,、短流程,、低排放的高效加工技術(shù)研究，研發(fā)高綜合性能的先進(jìn)鋁合金材料,；開展先進(jìn)鋁合金材料綜合性能評價(jià)及加工技術(shù)效能評價(jià),，形成鑄鍛一體成型的新型高綜合性能鋁合金高效加工技術(shù)，將鑄造,、增材制造等鋁合金提升到變形鋁合金強(qiáng)度水平,。

考核指標(biāo)：鑄鍛一體成型高強(qiáng)鋁合金屈服強(qiáng)度＞350MPa、延伸率＞6%,、碳排放比A356 合金減少10%,，建設(shè)10000 噸/年生產(chǎn)線，示范應(yīng)用于汽車,、通訊等,；高強(qiáng)傳動(dòng)連接鋁合金材料,，抗拉強(qiáng)度≥450MPa、屈服強(qiáng)度≥400MPa,、延伸率≥8%,、疲勞強(qiáng)度≥300MPa、焊接系數(shù)達(dá)到0.85,、滿足高強(qiáng)傳動(dòng)連接部件需求,、建設(shè)10000 噸/年生產(chǎn)線、示范應(yīng)用于汽車等,；核電超高強(qiáng)鋁合金管材外徑150mm,、壁厚3.5mm、抗拉強(qiáng)度≥650MPa,、滿足應(yīng)用要求,；高強(qiáng)鋁合金增材制造產(chǎn)品屈服強(qiáng)度≥400MPa、延伸率≥6%,、疲勞強(qiáng)度≥200MPa,、建立1000 噸/年生產(chǎn)線。

4.4 低面密度空間輕量化碳化硅光學(xué)-結(jié)構(gòu)一體化構(gòu)件制備（基礎(chǔ)研究）

研究內(nèi)容：針對空間遙感光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用需求,，研究低面密度空間輕量化碳化硅光學(xué)-結(jié)構(gòu)一體化構(gòu)件的結(jié)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì),，開展復(fù)雜形狀碳化硅構(gòu)件的增材制造等新技術(shù)、新工藝研究,，開發(fā)低面密度復(fù)雜形狀碳化硅構(gòu)件的近凈尺寸成型與致密化燒結(jié)技術(shù),，開展低面密度碳化硅空間輕量化碳化硅光學(xué)-結(jié)構(gòu)一體化構(gòu)件的光學(xué)加工與環(huán)境模擬試驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)滿足空間遙感光學(xué)成像要求的低面密度碳化硅光學(xué)-結(jié)構(gòu)一體化構(gòu)件材料制備,。

考核指標(biāo)：碳化硅陶瓷材料開口氣孔率≤0.5%,，彈性模量≥350GPa，彎曲強(qiáng)度≥350MPa,，熱膨脹系數(shù)2.1±0.15-6/K（@-50~50℃）,，熱導(dǎo)率≥160 W/(m·K)；光學(xué)-結(jié)構(gòu)一體化構(gòu)件尺寸≥500mm,，面密度≤25kg/m2,，表面粗糙度Ra≤1nm，面形精度RMS≤λ/40（λ=632.8nm）,，500~800nm 可見光波段平均反射率≥96%,，3~5μm 和8~12μm 紅外波段平均反射率≥97%；通過空間成像光學(xué)系統(tǒng)環(huán)境模擬試驗(yàn)考核（包含時(shí)效穩(wěn)定性,、熱真空,、力學(xué)振動(dòng)等試驗(yàn)，面形精度RMS≤λ/40）,。

6. 結(jié)構(gòu)材料制備加工與評價(jià)新技術(shù)

6.1 金剛石超硬復(fù)合材料制品增材制造技術(shù)與應(yīng)用示范（典型應(yīng)用示范）

研究內(nèi)容：圍繞深海/深井勘探與頁巖氣開采,、高端芯片制造等國家重大工程對長壽命,、高速、高精度超硬材料制品的需求,，開展高性能金剛石刀具,、磨具和鉆具等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和增材制造技術(shù)研究，結(jié)合新型金剛石超硬復(fù)合材料工具宏觀外形和微觀異質(zhì)結(jié)構(gòu)的理論設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬,，重點(diǎn)突破增材制造用超硬復(fù)合材料金屬粉體關(guān)鍵制備技術(shù)和含超硬顆粒的多材料增材制造關(guān)鍵技術(shù),，完成典型工況條件下服役性能的評價(jià)。

技術(shù)指標(biāo)：切/磨削類制品在典型工況條件下磨耗比降低70%以上,，耐熱性達(dá)到800℃以上,，使用壽命是現(xiàn)有加工材料的2 倍以上；鉆具類制品抗彎強(qiáng)度2000MPa,，沖擊韌性≥4J/cm2,，努氏硬度（壓痕）達(dá)到50GPa，使用壽命達(dá)到Y(jié)G15(WC-15Co) 類硬質(zhì)合金的5 倍以上,；形成年產(chǎn)百萬件的工業(yè)化生產(chǎn)能力,，實(shí)現(xiàn)2~3 種產(chǎn)品的規(guī)模應(yīng)用。

7.6 增材制造專用高性能高溫合金集成設(shè)計(jì)與制備（基礎(chǔ)研究）

研究內(nèi)容：針對航空發(fā)動(dòng)機(jī),、高超聲速飛行器,、重載火箭等國家大型工程等所需高溫合金精密構(gòu)件服役特點(diǎn)和增材制造物理冶金特點(diǎn)，融合多層次跨尺度計(jì)算方法,、并行算法和數(shù)據(jù)傳遞技術(shù)，發(fā)展增材制造專用高性能高溫合金的高效計(jì)算設(shè)計(jì)方法與增材制造全流程模擬仿真技術(shù),，結(jié)合高通量制備技術(shù)和快速表征技術(shù),，建立增材制造專用高性能高溫合金的材料基因工程專用數(shù)據(jù)庫；結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí),、數(shù)據(jù)挖掘,、可視化模擬等技術(shù)，開展增材制造專用高溫合金高效設(shè)計(jì)與全流程工藝優(yōu)化的研究工作,，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)高溫合金高端精密構(gòu)件的組織與尺寸精密化控制,，并在航空航天等領(lǐng)域得到工程示范應(yīng)用。

考核指標(biāo)：針對國家大型工程等所需高溫合金精密構(gòu)件特點(diǎn),，研制出3~5 種增材制造專用高溫合金,，研發(fā)周期縮減40%以上、研發(fā)成本降低40%以上,；發(fā)展高端增材制造裝備和工藝配套的高溫合金材料和技術(shù)體系,，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化規(guī)模應(yīng)用，綜合性能平均提升20%以上,，產(chǎn)品成本降低30%以上,，核心性能指標(biāo),、批次穩(wěn)定性達(dá)到國際先進(jìn)水平；申請發(fā)明專利或軟件著作權(quán)10 件以上,。

8.5 基于激光增材制造技術(shù)的超輕型碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件制造

研究內(nèi)容：面向空間光學(xué)系統(tǒng)輕量化的發(fā)展需求,，研究新型超輕型碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件預(yù)制體激光增材制造用粉體原料的設(shè)計(jì)與高效制備技術(shù)；開發(fā)基于激光增材制造技術(shù)的碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件基體成型與致密化技術(shù),；開發(fā)基于激光增材制造技術(shù)的碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件表面致密層制備技術(shù),；開展超輕型碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件的加工驗(yàn)證研究。

考核指標(biāo)：碳化硅復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度≥200MPa,，彈性模量≥200GPa,，熱導(dǎo)率≥100W/(m·K)，熱膨脹系數(shù)≤3×10-6/K,；碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件口徑≥350mm,，輕量化率≥80%，面密度≤25kg/m2,；研制出350mm 以上口徑碳化硅復(fù)合材料光學(xué)部件,，表面粗糙度Ra≤1nm ，面形精度RMS≤λ/40（λ=632.8nm）,，500-800nm 波段平均反射率≥96%,。

8.8 增材制造先進(jìn)金屬材料的實(shí)時(shí)表征技術(shù)及應(yīng)用

研究內(nèi)容：研發(fā)基于同步輻射光源的原位表征技術(shù)與裝備，動(dòng)態(tài)捕捉增材制造過程中高溫下微秒級時(shí)間尺度和微米級局域空間內(nèi)的相變和開裂,；通過高通量的樣品設(shè)計(jì)和多參量綜合表征手段,，揭示動(dòng)態(tài)非平衡制備過程中材料組織結(jié)構(gòu)的演化和交互作用規(guī)律。面向典型高性能結(jié)構(gòu)材料,，揭示增材制造快速熔化凝固超常冶金過程對穩(wěn)定相,、材料組織結(jié)構(gòu)和最終性能產(chǎn)生影響的因素，快速建立材料成分-工藝-結(jié)構(gòu)-性能間量化關(guān)系數(shù)據(jù)庫,；結(jié)合材料信息學(xué)方法,，發(fā)展增材制造工藝和材料性能高效優(yōu)化軟件，在典型增材制造材料的設(shè)計(jì)與優(yōu)化中得到應(yīng)用,。

考核指標(biāo)：發(fā)展基于同步輻射光源的增材制造原位表征技術(shù)與裝備,，在多個(gè)尺度上實(shí)時(shí)追蹤增材制造過程中材料組織演變、裂紋生長和化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過程,。實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)表征區(qū)域＞200μm,，空間分辨率≤10μm，時(shí)間分辨率≤5μs,，表征通量＞103 樣品空間成份點(diǎn)的原位無損分析,；構(gòu)建高溫合金、不銹鋼、鈦合金,、鋁鎂合金等高性能結(jié)構(gòu)材料成分-工藝-結(jié)構(gòu)-性能數(shù)據(jù)庫,，開發(fā)增材制造工藝優(yōu)化專用軟件，應(yīng)用于三種增材制造材料的設(shè)計(jì)與優(yōu)化,。申請發(fā)明專利3~5 項(xiàng),，軟件著作權(quán)2~3 項(xiàng)。

“高端功能與智能材料”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南建議（征求意見稿）,，其中有2個(gè)項(xiàng)目涉及到了增材制造（3D打�,。┫嚓P(guān)技術(shù)，南極熊進(jìn)行了提取如下：

2.2 骨組織精準(zhǔn)適配功能材料及關(guān)鍵技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：面向因骨質(zhì)疏松,、骨腫瘤,、感染等導(dǎo)致的人體骨組織缺損疾病治療的需求，研發(fā)對骨組織功能重建具有生物適配功能的高端再生修復(fù)材料,，開發(fā)融合生物材料,、醫(yī)學(xué)影像、計(jì)算機(jī)模擬,、增材制造,、人工智能的先進(jìn)骨組織修復(fù)與再生成套技術(shù)，發(fā)展外場驅(qū)動(dòng)的非侵入性材料,，促進(jìn)無生命材料向具有健全功能組織的轉(zhuǎn)化,。

考核指標(biāo)：獲得3~5 種基于類骨無機(jī)粉體的新材料，闡明材料和組織相互作用機(jī)制及細(xì)胞信號通路,；研發(fā)4~6 種外場驅(qū)動(dòng)的新材料,；突破大尺寸類骨無機(jī)材料3D 打印關(guān)鍵技術(shù)，骨修復(fù)體連通氣孔率大于50%,，孔徑在100 μm-600 μm之間可控調(diào)節(jié),，壓縮強(qiáng)度大于40 MPa，實(shí)現(xiàn)大尺寸骨缺損的再生修復(fù),；建立術(shù)前組織三維重建與手術(shù)模型制備、術(shù)中手術(shù)定位導(dǎo)板與精準(zhǔn)修復(fù)再生修復(fù)材料構(gòu)建,、術(shù)后康復(fù)材料設(shè)計(jì)的圍手術(shù)期骨精準(zhǔn)再生修復(fù)成套技術(shù),；完成骨再生精準(zhǔn)修復(fù)材料的臨床前研究，開展臨床試驗(yàn)20 例以上,。

4.4 聲學(xué)超構(gòu)材料及集成器件（共性關(guān)鍵技術(shù)）

研究內(nèi)容：面向高端技術(shù)裝備振動(dòng)與噪聲控制的重大需求,，開發(fā)聲學(xué)超材料設(shè)計(jì)技術(shù)，發(fā)展基于3D 打印等先進(jìn)制造手段的聲學(xué)超材料制備方法,，研發(fā)具備寬帶,、低頻、全向等優(yōu)異吸聲、隔聲特性的聲結(jié)構(gòu)功能材料和基于拓?fù)渎晫W(xué)的全固態(tài)集成聲學(xué)器件,，實(shí)現(xiàn)基于超材料的低頻聲波定向傳輸,；開發(fā)有效提高超聲穿透性能并實(shí)現(xiàn)高分辨顱腦超聲成像的雙負(fù)參數(shù)聲學(xué)超材料。

考核指標(biāo)：聲學(xué)超構(gòu)材料的工作頻帶范圍20~800 Hz,，厚度≤30 mm,，其中吸聲超材料實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)帶寬內(nèi)吸聲系數(shù)≥0.85、平均值≥0.95,，隔聲超材料實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)帶寬內(nèi)插入損失≥20 dB,、平均值≥30 dB。中頻超構(gòu)聲學(xué)器件的工作頻率≥100MHz,，室溫品質(zhì)因子Q≥104,，高頻超構(gòu)器件的工作頻率≥3GHz，室溫品質(zhì)因子Q≥5×103,，濾波器帶寬的可設(shè)計(jì)范圍優(yōu)于0~3%,，帶外抑制≥40 dB，插入損耗≤5 dB,。

最后附上這兩個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)的原文

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