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2016-8-18 12:47 上傳
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(nèi)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：
根據(jù)《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(jīng)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(nèi)容的合理性、科學性,、先進性等方面聽取各方意見,。科技部將會同有關部門,、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(jù)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)體系互動發(fā)展的良好局面，促進傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)品創(chuàng)新設計技術（基礎前沿類）
研究內(nèi)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(nèi)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(zhì)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(nèi)容：增材制造元器件、材料工藝數(shù)據(jù)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(jù)處理算法和工藝數(shù)據(jù)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(zhì)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(zhì)量的在線智能化控制,。 考核指標：工藝數(shù)據(jù)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(zhì)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(nèi)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(zhì)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(nèi),，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(nèi)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(zhì)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(nèi)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(nèi)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(diào)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(nèi)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(jù),；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(diào)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(nèi)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(jù)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(nèi)；（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(nèi)腔、內(nèi)孔,、內(nèi)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(nèi)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(chǎn)業(yè)化應用示范（應用示范類） 研究內(nèi)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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)和綜合評價的標準規(guī)范及質(zhì)量監(jiān)控體系。 考核指標：產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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(nèi)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(diào)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(zhì)調(diào)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(nèi)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(zhì)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(nèi)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(chǎn)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(diào)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(chǎn)線；項目驗收時國產(chǎn)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(nèi)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(zhì)量控制方法,；攻克激光脈沖調(diào)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(nèi)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(zhì)量控制方法,；開發(fā)超細激光聚焦加工樣機及質(zhì)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(nèi)容：面向國家重大需求，研究兩個方面內(nèi)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(zhì)/異質(zhì)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(nèi)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(zhì)量不低于Sa3級,。
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