9個(gè)項(xiàng)目涉及增材制造,，“十四五”國(guó)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(guó)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(jiàn)附件）向社會(huì)征求意見(jiàn)和建議,。征求意見(jiàn)時(shí)間為2021年2月1日至2021年2月21日，修改意見(jiàn)請(qǐng)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(duì)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(jiàn)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?jī)?nèi)容：針對(duì)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(wèn)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(kāi)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(cè)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?jī)?nèi)容：針對(duì)飛行器,、船舶以及汽車等提速減重,、綠色制造的迫切需求，開(kāi)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(kāi)展先進(jìn)鋁合金材料綜合性能評(píng)價(jià)及加工技術(shù)效能評(píng)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?jī)?nèi)容：針對(duì)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(jiàn)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(guò)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(píng)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?jī)?nèi)容：圍繞深海/深井勘探與頁(yè)巖氣開(kāi)采、高端芯片制造等國(guó)家重大工程對(duì)長(zhǎng)壽命,、高速、高精度超硬材料制品的需求,，開(kāi)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(píng)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(wàn)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?jī)?nèi)容：針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、高超聲速飛行器,、重載火箭等國(guó)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(kù),；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(kāi)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(duì)國(guó)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(guó)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(guó)際先進(jìn)水平,；申請(qǐng)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?jī)?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(kāi)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(kāi)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(kāi)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?jī)?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(guò)程中高溫下微秒級(jí)時(shí)間尺度和微米級(jí)局域空間內(nèi)的相變和開(kāi)裂,；通過(guò)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(guò)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(guò)程對(duì)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(kù),；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(guò)程中材料組織演變,、裂紋生長(zhǎng)和化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)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(wú)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(kù),，開(kāi)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(qǐng)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(jiàn)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?jī)?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(duì)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(kāi)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(chǎng)驅(qū)動(dòng)的非侵入性材料，促進(jìn)無(wú)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(wú)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(hào)通路；研發(fā)4~6 種外場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的新材料,；突破大尺寸類骨無(wú)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(kāi)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?jī)?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(kāi)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(kāi)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

先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料.pdf (436.83 KB, 下載次數(shù): 939)

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