2023年6月9日，據(jù)資源庫了解，科技部近日發(fā)布了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的通知，其中包括了"增材制造與激光制造"等6個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)的項(xiàng)目申報(bào)指南。“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)指南強(qiáng)調(diào)問題導(dǎo)向、分步實(shí)施和重點(diǎn)突出，涵蓋了基礎(chǔ)理論、前沿技術(shù)、核心部件、關(guān)鍵技術(shù)與裝備以及典型應(yīng)用示范等4個(gè)技術(shù)方向。按照基礎(chǔ)研究、共性關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用示范三個(gè)層面，擬啟動(dòng)41項(xiàng)指南任務(wù)，擬國撥經(jīng)費(fèi)概算4.31億元，涉及增材制造項(xiàng)目方向的指南任務(wù)共計(jì)21項(xiàng)。

以下為“增材制造與光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)2023度項(xiàng)目申報(bào)指南全文：

為落實(shí)“十四五”期間國家科技創(chuàng)新有關(guān)部署安排，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)實(shí)施“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)。根據(jù)本重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案的部署，現(xiàn)發(fā)布 2023 年度項(xiàng)目申報(bào)指南。

本重點(diǎn)專項(xiàng)總體目標(biāo)是:到 2025 年，使我國增材制造與激光制造成為主流制造技術(shù)之一，總體達(dá)到世界一流，基本實(shí)現(xiàn)全球領(lǐng)先，在戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)、新基建、大國重器中發(fā)揮不可替代的重大作用。同時(shí)，基本實(shí)現(xiàn)增材制造與激光制造全產(chǎn)業(yè)鏈主體自主可控，形成系列長板技術(shù)和一批顛覆性技術(shù)，并匯集為行業(yè)整體優(yōu)勢(shì)，為一批領(lǐng)軍企業(yè)奠基強(qiáng)大的國際技術(shù)競爭力，高端裝備1產(chǎn)品大批進(jìn)入國際市場，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中發(fā)揮核心作用。

2023 年度指南部署堅(jiān)持問題導(dǎo)向、分步實(shí)施、重點(diǎn)突出的原則，圍繞“基礎(chǔ)理論和前沿技術(shù)、核心功能部件、關(guān)鍵技術(shù)與裝備、典型應(yīng)用示范”等 4 個(gè)技術(shù)方向，按照基礎(chǔ)研究、共性關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用示范三個(gè)層面，擬啟動(dòng) 41 項(xiàng)指南任務(wù)，擬國撥經(jīng)費(fèi)概算 4.31 億元。其中，圍繞單晶高溫合金的光束整形激光增材制造方法、超材料三維成形機(jī)制及可控微宏觀制備新方法等技術(shù)方向，部署青年科學(xué)家項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目 200 萬元。圍繞復(fù)雜型面三維激光智能切割、高深徑比玻璃通孔激光高效制造等技術(shù)方向，部署科技型中小企業(yè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目 200 萬元。共性關(guān)鍵技術(shù)類項(xiàng)目的配套經(jīng)費(fèi)與國撥經(jīng)費(fèi)比例不低于 1.5:1。應(yīng)用示范類項(xiàng)目鼓勵(lì)產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合，充分發(fā)揮地方和市場作用，由企業(yè)牽頭申報(bào)，配套經(jīng)費(fèi)與國撥經(jīng)費(fèi)比例不低于 2.5:1。

項(xiàng)目統(tǒng)一按指南二級(jí)標(biāo)題(如 1.1)的研究方申報(bào)。除特殊說明外，每個(gè)方向擬支持項(xiàng)目數(shù)為 1項(xiàng)，實(shí)施周期不超過 3 年申報(bào)項(xiàng)目的研究內(nèi)容必須涵蓋二級(jí)標(biāo)題下指南所列的全部研究內(nèi)容和考核指標(biāo)。基礎(chǔ)研究類項(xiàng)目下設(shè)課題不超過 4 個(gè)，項(xiàng)目參與單位總數(shù)不超過 6 家;共性關(guān)鍵技術(shù)類和應(yīng)用示范類項(xiàng)目下設(shè)課題數(shù)不超過 5個(gè)，項(xiàng)目參與單位總數(shù)不超過 10 家。項(xiàng)目設(shè) 1名項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，項(xiàng)目中每個(gè)課題設(shè) 1名課題負(fù)責(zé)人。

青年科學(xué)家項(xiàng)目不要求對(duì)指南內(nèi)容全覆蓋，不再下設(shè)課題，項(xiàng)目參與單位總數(shù)不超過3 家。項(xiàng)目設(shè) 1名項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，青年科學(xué)家項(xiàng)目負(fù)責(zé)人年齡要求，男性應(yīng)為 1985年1月1日以后出生，女性應(yīng)為 1983 年1月1日以后出生。原則上團(tuán)隊(duì)其他參與人員年齡要求同上。

科技型中小企業(yè)項(xiàng)目要求由科研能力強(qiáng)的科技型中小企業(yè)牽頭申報(bào)。項(xiàng)目下不設(shè)課題，項(xiàng)目參加單位 (含牽頭單位) 原則上不超過 2 家，原則上不再組織預(yù)算評(píng)估，在驗(yàn)收時(shí)將對(duì)技術(shù)指標(biāo)完成和成果應(yīng)用情況進(jìn)行同步考核?？萍夹椭行∑髽I(yè)標(biāo)準(zhǔn)參照科技部、財(cái)政部、國家稅務(wù)總局印發(fā)的《科技型中小企業(yè)評(píng)價(jià)法》(國科發(fā)政[2017]115號(hào))。

1 基礎(chǔ)理論和前沿技術(shù)

1.1 多物理場耦合調(diào)控的多級(jí)有序結(jié)構(gòu)功能體化學(xué)激光協(xié)同制造（基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容：針對(duì)骨修復(fù)材料的多級(jí)有序化設(shè)計(jì)與制造難題，研究復(fù)合材料體系多物理場調(diào)控有序化纖維微基元方法；研究光場能量與纖維微基元組裝的耦合調(diào)控機(jī)制；研究多層級(jí)結(jié)構(gòu)及其受力條件下動(dòng)態(tài)演化的高分辨觀測和建模方法；揭示化學(xué)激光協(xié)同跨尺度構(gòu)建技術(shù)對(duì)力學(xué)和生物性能的影響機(jī)制；完成仿生骨多級(jí)結(jié)構(gòu)功能體制造，并進(jìn)行驗(yàn)證。

考核指標(biāo)：建立多物理場耦合調(diào)控的多級(jí)有序結(jié)構(gòu)功能體調(diào)控構(gòu)建理論模型，實(shí)現(xiàn)仿生骨多級(jí)結(jié)構(gòu)有序化組裝，結(jié)構(gòu)尺度跨越 0.1μm~100mm，纖維微基元徑向有序度及纖維微基元中聚合物的分子取向度均≥50%；建立動(dòng)態(tài)演化的大尺度多層級(jí)高分辨三維結(jié)構(gòu)功能分析方法和仿生結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)計(jì)模型，構(gòu)件尺寸≥400μm，空間分辨率≤30nm；跨尺度結(jié)構(gòu)功能效應(yīng)樣件力學(xué)強(qiáng)度、彈性模量與松質(zhì)骨匹配，仿生骨與自體骨組織形成礦化骨整合界面的周期≤3 周，符合醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) GB/T 16886 及指導(dǎo)原則。

關(guān)鍵詞:多物理場耦合調(diào)控，多層級(jí)有序結(jié)構(gòu)，微基元，激光有序化調(diào)控，多層級(jí)觀測與建模

1.2氧調(diào)控高強(qiáng)韌金屬激光增材制造（基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容:針對(duì)高強(qiáng)韌鋁合金、鎳基高溫合金、難熔鎢合金等難加工金屬，探索通過調(diào)控氧元素含量及其存在形態(tài)提高材料強(qiáng)韌性的理論與方法，揭示激光增材制造過程中氧元素含量及其存在形態(tài)對(duì)合金成形工藝特性與組織性能的影響機(jī)制;建立原子尺度氧序構(gòu)一顯微結(jié)構(gòu)一介觀結(jié)構(gòu)一宏觀力學(xué)性能之間的構(gòu)效關(guān)系;研究氧對(duì)激光增材制造熔池?zé)嵋涣π袨?、冶金行為和包括氧化物?qiáng)化相在內(nèi)的多層級(jí)顯微組織形成的作用規(guī)律，多尺度應(yīng)力應(yīng)變演變的影響機(jī)制，研究熔池內(nèi)氧元素的原位超快在線檢測原理及方法;形成基于氧調(diào)控的增材制造金屬構(gòu)件的強(qiáng)韌化機(jī)制及形性協(xié)同控制方法。

考核指標(biāo)：建立激光增材制造中氧元素含量及其存在形態(tài)對(duì)成形材料性能影響的關(guān)系模型，形成不少于 3 類激光增材制造專用氧調(diào)控高強(qiáng)韌金屬材料體系；建立氧及其反應(yīng)產(chǎn)物原位高效在線檢測方法和評(píng)估算法，熔池中氧元素原位檢測精度≤5ppm；建立調(diào)控方法，氧含量調(diào)控精度優(yōu)于±25ppm；相對(duì)常規(guī)控氧環(huán)境下激光增材制造構(gòu)件在延伸率不明顯降低的情況下強(qiáng)度、彈性模量等指標(biāo)提升≥30%，或在強(qiáng)度不明顯降低的情況下斷裂韌性等指標(biāo)提升≥30%；完成不少于 4 類氧調(diào)控高強(qiáng)韌金屬復(fù)雜精密構(gòu)件的設(shè)計(jì)與制造，并在航空、航天、核等不少于 3 個(gè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:氧調(diào)控增材制造，多層級(jí)顯微組織，難加工金屬材料

1.3 復(fù)雜構(gòu)件激光固態(tài)相變組織精密調(diào)控（基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容:針對(duì)大型鋼構(gòu)件原位表面強(qiáng)韌化需求，研究多熱源耦合條件下的大型構(gòu)件激光固態(tài)相變溫度場時(shí)空演化行為;研究激光固態(tài)相變復(fù)相組織轉(zhuǎn)變、深度分布等特征及其調(diào)控機(jī)理與方法;研究復(fù)相組織的強(qiáng)韌化機(jī)制及疲勞破壞機(jī)理，建立其疲勞壽命預(yù)測模型;開展應(yīng)用驗(yàn)證研究。

考核指標(biāo)：建立激光固態(tài)相變?nèi)S瞬態(tài)溫度場、組織場及應(yīng)力應(yīng)變場耦合模型；應(yīng)用于長度≥6m 或直徑≥3m 的大型鋼構(gòu)件，獲得馬氏體、珠光體、貝氏體及其復(fù)相組織，晶粒度 3~10 級(jí)可調(diào)，最大可調(diào)深度≥6mm；表面硬度一致性偏差≤2HRC，處理層深度一致性≥95%，表面變形量≤0.1mm/1000mm，表面接觸疲勞壽命較處理前提升≥30%；在能源動(dòng)力、軌道交通等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證。

              

關(guān)鍵詞:激光固態(tài)相變，組織精密調(diào)控，強(qiáng)韌化，接觸疲勞

1.4 高分子粉床吸能誘導(dǎo)燒結(jié)高速 3D 打印(基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容:圍繞交通運(yùn)輸、康復(fù)醫(yī)療、可穿戴領(lǐng)域裝備部件輕質(zhì)高強(qiáng)和多功能化的重大需求，針對(duì)超高分子量聚乙烯等無粘流態(tài)剛性高分子和硅橡膠等柔性彈性體材料，開展粉末床吸能誘導(dǎo)選擇性燒結(jié)高速 3D 打印新方法研究。研究適用于3D 打印的吸能墨水材料和高分子粉體材料;研究吸能誘導(dǎo)選擇性燒結(jié)成形機(jī)制和高分子材料 3D 打印成形新原理，以及打印精度控制技術(shù);建立一體化高分子材料粉末床吸能誘導(dǎo)燒結(jié) 3D 打印制件綜合性能評(píng)估體系;研制相關(guān)裝備。

考核指標(biāo)：建立外場能量吸收與高分子粉末誘導(dǎo)燒結(jié)的成形理論與計(jì)算仿真模型；高分子粉末床吸能誘導(dǎo)選擇性燒結(jié)高速 3D打印裝備：制造效率≥3000cm3/h，最小打印層厚≤50μm，最高燒結(jié)溫度≥400℃，成形精度優(yōu)于 0.2mm，結(jié)構(gòu)特征尺寸最小可達(dá) 1mm；超高分子量聚乙烯、硅橡膠等高性能高分子粉體材料種類≥5 種，相應(yīng)專用墨水種類≥2 種；成形件力學(xué)性能不低于傳統(tǒng)制件的 60%；在航空航天、生物醫(yī)療和消費(fèi)品等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:增材制造，粉末床，聚合物，外場能量，選擇性燒結(jié)

1.5 厘米級(jí)結(jié)構(gòu)超滑功表面的激光制造(基礎(chǔ)研究類)

研究內(nèi)容:針對(duì)航空航天器件低摩擦表面的制造需求，研究激光制備單晶石墨過程中時(shí)空光場對(duì)石墨晶態(tài)及其表/界面原子結(jié)構(gòu)的調(diào)控機(jī)理;研究厘米級(jí)無褶皺結(jié)構(gòu)超滑單晶石墨制備機(jī)制建立快速溶碳和非平衡析碳的激光能場驅(qū)動(dòng)理論;發(fā)展單晶石墨結(jié)構(gòu)超滑表面的原位制備、石墨圖案化結(jié)構(gòu)超滑表面的制造方法開發(fā)厘米級(jí)結(jié)構(gòu)超滑器件制造工藝技術(shù)。

考核指標(biāo)：構(gòu)筑不少于 4 種厘米級(jí)圖案化結(jié)構(gòu)超滑功能表面，具備可控形狀（方臺(tái)、圓臺(tái)等）、高度（1~200μm）、寬度（5~500μm）的單元結(jié)構(gòu)特征，可控周期（5~500μm）、密度（單晶石墨表面占比 10%~70% ） 的 陣 列 分 布 特 征 ；結(jié) 構(gòu) 超 滑 表 面 面 積 ≥20mm×20mm，單晶石墨微區(qū)平整度≤30nm 且無褶皺，摩擦應(yīng)力≤0.001MPa，承載≥50N（測試速度≥0.1m/s）；在航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證，潤滑系統(tǒng)總重量降低 50%以上。

關(guān)鍵詞:激光原位生長，激光微圖案化，單晶石墨，結(jié)構(gòu)超滑，軸承

1.6太空極端環(huán)境金屬增材制造(基礎(chǔ)研究類)

研究內(nèi)容:針對(duì)太空極端環(huán)境下金屬構(gòu)件快速制造的需求，開展適用于太空極端環(huán)境的金屬增材制造新機(jī)理、工藝和裝備研究。研究真空和微重力環(huán)境下低功耗的金屬增材制造熔化和冶金行為，闡明增材制造過程中，真空、微重力條件對(duì)金屬熔體潤濕鋪展、凝固行為對(duì)成形件尺寸精度與表面粗糙度的影響機(jī)制;研究太空極端環(huán)境下金屬增材制造的形性調(diào)控技術(shù)，探索合金、鋁合金、不銹鋼等多種材料的成形工藝。

考核指標(biāo)：實(shí)現(xiàn)微重力、真空下的金屬增材制造過程仿真分析，建立適用于太空極端環(huán)境的金屬增材制造潤濕鋪展和凝固行為模型；研制適用于太空微重力、真空環(huán)境的金屬增材制造集成化裝備 1 套，可以實(shí)現(xiàn)鈦合金、鋁合金、不銹鋼等典型金屬構(gòu)件的增材制造。增材成形設(shè)備總功率小于 1kW，環(huán)境真空度可達(dá)到10-3Pa 以上，整體裝備可承受-70℃至+100℃溫度變化，通過 10g加速度測試，零件尺寸不小于 400mm×400mm×20mm，成形精度≤0.5mm，表面粗糙度 Ra≤15μm，綜合力學(xué)性能不低于鍛件性能的 80%，建立相應(yīng)的太空金屬增材制造工藝規(guī)范。

關(guān)鍵詞:太空增材制造，極端環(huán)境，微重力，低功耗增材制造

1.7 熱功能表界面微納結(jié)構(gòu)與料特性一體化超快激光制造(基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容:針對(duì)航空航天、能源等重大裝備對(duì)高性能傳導(dǎo)/輻射/轉(zhuǎn)換等熱功能的迫切需求，研究超快激光作用下材料表界面能量吸收與傳遞的時(shí)空演化規(guī)律，以及熱功能表界面形性特征對(duì)熱功能的耦合影響規(guī)律及調(diào)控機(jī)制;研究超快激光制造工藝對(duì)熱功能表界面形性特征的影響與作用規(guī)律:研發(fā)高效、穩(wěn)定熱功能表界面微納結(jié)構(gòu)一材料特性一體化協(xié)同超快激光大面積制備方法及關(guān)鍵裝置，進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。

考核指標(biāo)：形成表界面微納結(jié)構(gòu)與材料特性對(duì)熱功能耦合作用模型；超高速并行光參量動(dòng)態(tài)調(diào)控裝置 1 套：單脈沖加工效率≥150，000 單元/秒，光參量動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間≤0.5μs；一體化加工面積≥300cm2。不少于 3 類新型熱功能器件：鍵合溫度≤150℃，導(dǎo)熱率≥200W/（m•K）；熱輻射圖案化單元特征尺寸覆蓋300nm~100μm，熱偽裝兼容波段≥3 且階數(shù)動(dòng)態(tài)連續(xù)可調(diào)；光熱轉(zhuǎn)換膜標(biāo)準(zhǔn)光照水蒸發(fā)速率≥4kg/（m2•h）。上述三類器件使用 100小時(shí)后性能衰退≤2%，在航空航天、能源等裝備中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:超快激光，熱功能表界面，微納結(jié)構(gòu)，材料特性，一體化制造

              

1.8多功能跨尺度共形結(jié)構(gòu)協(xié)同增制造技術(shù)(基礎(chǔ)研究類)

研究內(nèi)容:針對(duì)航空航天等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅?、高集成度功能?gòu)件的需求，研究增材制造結(jié)構(gòu)整體承載與結(jié)構(gòu)功能區(qū)的保形協(xié)調(diào)機(jī)制，以及基底一功能線路一體化增材制造的共形界面形性演化規(guī)律;研究表面變曲率復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)腔點(diǎn)陣共形填充及胞元完整性保持算法，多物理場高精高效分析方法，結(jié)構(gòu)一功能匹配的跨尺度結(jié)構(gòu)整體拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法;研究共形噴墨打印導(dǎo)電線路形貌的精確控制技術(shù)，以及多層異質(zhì)界面強(qiáng)化機(jī)理及高可靠性曲面多層電路互聯(lián)技術(shù)。

考核指標(biāo)：建立增材制造基底與結(jié)構(gòu)功能區(qū)的跨尺度結(jié)構(gòu)保形優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，以及共形噴墨打印導(dǎo)線的線寬控制模型；共形異質(zhì)材料界面結(jié)合強(qiáng)度≥10MPa，噴墨打印線寬≤5μm；復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)腔中實(shí)現(xiàn)共形點(diǎn)陣填充，填充的單胞數(shù)≥60 萬，不完整點(diǎn)陣單元數(shù)量≤0.1%；激光—噴墨協(xié)同增材制造航空航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的多功能集成構(gòu)件≥2 套：最大尺寸不小于1.0m×0.6m×0.8m，相比傳統(tǒng)制造方式零件數(shù)目減少 60%以上、減重≥30%、功能集成≥5 種（承載/減振/微波探測/溫度感知/應(yīng)變測量等）。

關(guān)鍵詞:協(xié)同增材制造，多功能跨尺度結(jié)構(gòu)，拓?fù)鋬?yōu)化保形設(shè)計(jì)，氣溶膠噴墨打印

1.9 單高溫合金的光束整形激光增材制造方法(基研究類，青年科學(xué)家項(xiàng)目)

研究內(nèi)容: 面向單晶高溫合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造需求，開展基于光束整形的單晶高溫合金激光粉末床熔融新原理及新方法研究研究激光束斑形狀、能量分布特征對(duì)熔池局部凝固條件及雜晶大角度晶界生成的影響機(jī)制;闡明動(dòng)態(tài)選晶機(jī)理并發(fā)展精確工藝控制技術(shù);建立光束整形與掃描路徑相匹配的無缺陷大尺寸單晶高溫合金加工策略。

考核指標(biāo)：光束整形激光粉末床熔融試驗(yàn)裝置 1 套，可實(shí)現(xiàn)圓形、異形等不少于 3 種束斑形狀，高斯/平頂?shù)饶芰糠植?，其中平頂能量分布均勻率?0%；無籽晶條件下增材制造無裂紋單晶高溫合金試件：單晶體水平幅面≥5mm，高度≥50mm，致密度≥99.8%。

關(guān)鍵詞:激光增材制造，粉末床熔融，光束整形，單晶高溫合金

1.10 超材料三維成形機(jī)制及可控微宏觀制備新方法（基礎(chǔ)研究類，青年科學(xué)家項(xiàng)目）

研究內(nèi)容:研究具有特殊功能的超材料微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法;研究微結(jié)構(gòu)單元的高精度制造、結(jié)構(gòu)超材料表面涂層、激光誘導(dǎo)刻蝕等技術(shù)，以及微結(jié)構(gòu)單元與復(fù)雜宏觀結(jié)構(gòu)的協(xié)同制造技術(shù);研發(fā)加工一檢測一體的超材料三維制備樣機(jī)，并實(shí)現(xiàn)超材料三維可控宏微觀制備技術(shù)驗(yàn)證。

考核指標(biāo)：建立超材料宏微觀結(jié)構(gòu)與特殊功能的理論模型，預(yù)測精度≥95%；研制結(jié)構(gòu)超材料成形—改性一體化制備工藝與裝備，實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)韌、超親水、吸波等不少于 3 類超材料結(jié)構(gòu)的可控制備，特征幅面≥10mm，最小特征精度≤2μm。

關(guān)鍵詞:超材料，微/宏觀結(jié)構(gòu)，三維成型，共形制備

1.11 消光/自清潔復(fù)合功能結(jié)構(gòu)制造術(shù)(基礎(chǔ)研究類，青年科學(xué)家項(xiàng)目)

研究內(nèi)容:面向航空航天領(lǐng)域消光/自清潔復(fù)合功能結(jié)構(gòu)制造需求，研究激光制造相位/偏振等多維光學(xué)參量調(diào)控機(jī)制，以及消光/自清潔復(fù)合功能結(jié)構(gòu)多尺度演化規(guī)律;研究消光/自清潔功能協(xié)同增效設(shè)計(jì)方法、大面積曲面多尺度消光/自清潔復(fù)合功能結(jié)構(gòu)的批量一致性制造新方法，開展表征、評(píng)價(jià)及驗(yàn)證研究。

考核指標(biāo)：研制三維光場整形模塊，能量勻化率（光強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)差/平均光強(qiáng)）≥95%，具備偏振態(tài)整形功能；曲面加工面積≥800cm2；不少于 2 類典型構(gòu)件驗(yàn)證：可見光至遠(yuǎn)紅外波段平均消光率≥98%，且環(huán)境試驗(yàn)（濕熱、振動(dòng)、熱循環(huán)等）前后平均消光率波動(dòng)＜3%，污染物殘留重量減小≥80%。

關(guān)鍵詞: 消光/自清潔復(fù)合功能，三維光場整形

1.12 浸入式超聲激光復(fù)合增材修復(fù)技術(shù)(基礎(chǔ)研究類，青年科學(xué)家項(xiàng)目)

  

研究內(nèi)容:面向復(fù)雜構(gòu)件高質(zhì)量增材修復(fù)需求，開展絲導(dǎo)超聲與激光協(xié)同、熔池閉環(huán)調(diào)控等機(jī)理與技術(shù)研究，揭示激光沉積成形過程浸入式超聲選區(qū)等軸化機(jī)理;研究絲導(dǎo)超聲一激光交互機(jī)制下熔池閉環(huán)調(diào)控方法;研究絲導(dǎo)超聲復(fù)合激光增材修復(fù)工藝下冶金缺陷、顯微組衷懊斃雹豺唉笆爸皚安拌唉斃榜案唉扒安柏彼成及強(qiáng)韌化機(jī)理。

              

考核指標(biāo)：在不少于 3 種基體材料沉積態(tài)修復(fù)區(qū)獲得完全等軸晶；絲導(dǎo)超聲—激光復(fù)合增材修復(fù)樣機(jī) 1 套；修復(fù)件變形量≤80μm/100mm，高溫（650℃）拉伸強(qiáng)度不低于基體材料的 90%。

關(guān)鍵詞:浸入式超聲，激光復(fù)合，增材修復(fù)，選區(qū)等軸化

2 核心功能部件

2.1 制造用藍(lán)光半導(dǎo)體激光器（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:研究半導(dǎo)體激光器載流子注入動(dòng)力學(xué)、模式調(diào)控及熱應(yīng)力對(duì)激光性能的影響機(jī)制，開展氮化嫁基二極管藍(lán)光激光器的新型外延結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外延生長、器件工藝、失效機(jī)理及可靠性研究，突破芯片制備封裝、光譜合束、增益調(diào)控、大能量關(guān)斷、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)，研制制造用高功率藍(lán)光半導(dǎo)體激光器。

考核指標(biāo):熱沉鍵合器件綜合熱導(dǎo)率≥360W/(m·K); 藍(lán)光激光器單管芯片:功率≥10W@50um 條寬，中心波長處于400nm-500nm，工作壽命≥1萬小時(shí)@5W;藍(lán)光激光器光纖合模組:輸出功率≥4000W、中心波長處于400nm~500nm、光纖芯徑≤200um、光纖數(shù)值孔徑≤0.22，8 小時(shí)工作功率穩(wěn)定性≤5%,工作壽命≥1萬小時(shí)。形成不少于 20 臺(tái)的銷售。

關(guān)鍵詞:有色金屬加工，激光直寫，藍(lán)光激光器，氮化嫁

2.2 制造用萬瓦單模光纖激光器（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:針對(duì)制造用光纖激光器的重大需求，探索摻鏡光纖的光致暗化機(jī)制，開發(fā)新型的增益光纖外包層結(jié)構(gòu)，自主研制具有高泵浦光吸收系數(shù)和高非線性閩值的新型大模場增益光纖,研究萬瓦單模工業(yè)光纖激光器及批量穩(wěn)定性制造技術(shù)。研究大功率高脈沖能量光纖輸出激光器所用的增益模塊與高功率隔離器關(guān)鍵技術(shù)，研究大功率脈沖激光器高效散熱、系統(tǒng)集成及激光器整機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)。研究大功率光纖輸出的納秒級(jí)高脈沖能量激光器及批量穩(wěn)定性制造技術(shù)。

考核指標(biāo)：單模連續(xù)工業(yè)光纖激光器：平均功率≥10kW，光束質(zhì)量 M2≤1.3，輸出功率穩(wěn)定性（8 小時(shí)）優(yōu)于±2%，工作壽命≥10000 小時(shí)，實(shí)現(xiàn)銷售≥50 臺(tái)。光纖輸出的納秒級(jí)高脈沖能量激光器：平均功率≥3000W，最大單脈沖能量≥200mJ，脈寬10ns ～ 100ns ， 重 復(fù) 頻 率 1kHz ～ 1MHz ， 光 束 質(zhì) 量 BPP ≤25mm∙mrad，輸出功率穩(wěn)定性（8 小時(shí)）優(yōu)于±2%，工作壽命≥10000 小時(shí)，實(shí)現(xiàn)銷售≥100 臺(tái)。

關(guān)鍵詞:單模，萬瓦，光纖輸出激光器，工業(yè)激光器

2.3 五軸振鏡激光加工模塊與技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:研究高響應(yīng)、高精度振鏡電機(jī)，研究多軸運(yùn)動(dòng)同步控制技術(shù)與五軸振鏡偏轉(zhuǎn)補(bǔ)償控制算法，開發(fā)光機(jī)電集成的五軸掃描振鏡加工頭;研究五軸振鏡光束偏轉(zhuǎn)與平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的協(xié)同加工技術(shù)、錐形結(jié)構(gòu)和微槽微孔的激光加工形性調(diào)控技術(shù);研制飛秒激光五軸振鏡加工裝備與成套工藝。

              

考核指標(biāo)：五軸掃描振鏡加工頭：振鏡重復(fù)精度≤2μrad，加工區(qū)域直徑不小于 1.5mm，Z 軸方向焦點(diǎn)調(diào)節(jié)范圍不小于±1mm，光束傾角范圍不小于±8°，旋進(jìn)頻率最大 350Hz；飛秒激光五軸振鏡加工裝備 1 臺(tái)：重復(fù)精度≤0.5μm，聚合物錐形結(jié)構(gòu)加工體積一致性誤差≤10%、加工面表面粗糙度 Ra≤0.1μm，金屬異形微孔錐度范圍 0°至-2°、錐度精度≤0.1°（以 2mm 厚度考核）；實(shí)現(xiàn)五軸振鏡及加工裝備在智能傳感、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:五軸振鏡，激光加工，錐形結(jié)構(gòu)和微槽微孔

2.4 基于大數(shù)據(jù)的增材制造工藝開發(fā)軟件平臺(tái)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容:研究增材制造數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入技術(shù)，開發(fā)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)分析技術(shù);建立離網(wǎng)/并網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫，開發(fā)基于大數(shù)據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)的增材制造云端智能工藝選擇、自主優(yōu)化及質(zhì)量控制方法;研究基于增材制造裝備全工藝過程的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)智能識(shí)別、自適應(yīng)閉環(huán)調(diào)整、故障診斷檢測、遠(yuǎn)程運(yùn)維等關(guān)鍵技術(shù);開發(fā)大數(shù)據(jù)和信息模型驅(qū)動(dòng)的增材制造工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制軟件。

考核指標(biāo)：大數(shù)據(jù)和信息模型驅(qū)動(dòng)的增材制造工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制軟件：涵蓋不少于 5 種金屬和非金屬增材制造工藝，具有不少于 20 種接口協(xié)議，復(fù)雜模型的幾何和工藝特征識(shí)別及分類時(shí)間小于 20s，具有云端遠(yuǎn)程工藝優(yōu)化功能，同類型工藝—結(jié)構(gòu)首次打印失敗率比現(xiàn)有水平降低 50%以上，工藝研發(fā)效率比現(xiàn)有水平提升 2 倍以上；在航空、航天、車輛等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，建立含不少于 2 萬個(gè)制件制造過程及質(zhì)量信息的數(shù)據(jù)庫；編制數(shù)據(jù)定義、硬件接口規(guī)范、軟件接口協(xié)議、質(zhì)量評(píng)價(jià)等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)≥5項(xiàng)，形成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)并發(fā)布，并立項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn) 1~2 項(xiàng)。

              

關(guān)鍵詞:增材制造，大數(shù)據(jù)，工藝優(yōu)化。

2.5 聲功能結(jié)構(gòu)定制化設(shè)計(jì)軟件與增材制造（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:面向復(fù)雜多約束工業(yè)場景下聲功能結(jié)構(gòu)制造需求，研究增材制造金屬/非金屬復(fù)合特征結(jié)構(gòu)對(duì)聲波吸收與散射的聲振行為及調(diào)控機(jī)理、聲結(jié)構(gòu)模板自匹配填充算法、大型承載一聲控結(jié)構(gòu)增材制造異質(zhì)界面控制及形性調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù);研發(fā)面向增材制造工藝的聲功能結(jié)構(gòu)定制化設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件、增材制造裝備;開展聲功能結(jié)構(gòu)性能與功能評(píng)價(jià)及空氣與水下環(huán)境的應(yīng)用驗(yàn)證。

考核指標(biāo):聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與優(yōu)化一體化軟件 1套，增材制造聲結(jié)構(gòu)模板≥100 套;大型聲結(jié)構(gòu)金屬/非金屬增材制造裝備 1套:成形聲功能結(jié)構(gòu)直徑≥5m、最小特征尺寸≤100um，聲控結(jié)構(gòu)表面粗糙度≤10um，金屬/非金屬界面強(qiáng)度系數(shù)≥0.6; 增材制造聲控結(jié)構(gòu)滿足:針對(duì)空氣介質(zhì)聲控功能構(gòu)件、吸聲系數(shù)≥0.85、工作溫度 ≥150°C，針對(duì)水下介質(zhì)聲控功能構(gòu)件、聲能透射率≤0.1、波束寬度≤15、耐壓≥0.5MPa，實(shí)現(xiàn)工業(yè)裝備、水下裝備等領(lǐng)域應(yīng)用。

              

關(guān)鍵詞:聲功能結(jié)構(gòu)，定制化設(shè)計(jì)，金屬/非金屬增材制造，結(jié)構(gòu)功能一體化。

3 關(guān)鍵技術(shù)與裝備

3.1 多激光粉末床增材制造技術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容: 面向航空航天領(lǐng)域大尺寸復(fù)雜精密構(gòu)件和組件整體化制造重大需求，開展超大幅面鋪粉均勻性、成形倉氣氛循環(huán)控制等技術(shù)研究，攻克超重載運(yùn)動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)協(xié)同控制、20 束以上的多激光時(shí)序一掃描策略協(xié)同控制、多激光成形過程在線質(zhì)量監(jiān)控自診斷智能處理等關(guān)鍵技術(shù)，研制增材制造裝備，建立超大幅面粉末床激光增材制造裝備綜合性能的評(píng)估體系。

   

考核指標(biāo):粉末床激光增材制造裝備:成形尺寸不小于1500mmx1500mmx1000mm，成形激光束≥20 束，成形精度優(yōu)于±0.2mm，多激光拼接精度≤0.05mm，各區(qū)域成形質(zhì)量一致性優(yōu)于5%，成形效率≥500cm3/h，采用自主研發(fā)控制軟件，具備故障分級(jí)自診斷及質(zhì)量在線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)打印全程可追溯，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);成形典型件不少于 5 種，最大單向尺寸≥1300mm，在航空航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)≥5 項(xiàng)。

關(guān)鍵詞:多激光，增材制造，超大尺寸，激光選區(qū)熔化

3.2 多電子束粉末床增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容：針對(duì)大型難焊高溫材料復(fù)雜構(gòu)件的制造需求，開展大功率多電子槍高精度掃描拼接、協(xié)同掃描預(yù)熱與大幅面高溫粉末床溫度場控制、真空高溫環(huán)境粉末鋪放、在線監(jiān)測等技術(shù)研究，突破粉末床熔融全過程溫度和精度保持，熱應(yīng)力控制、裂紋抑制及組織性能一致性控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制增材制造裝備，開發(fā)大尺寸難焊高溫材料復(fù)雜構(gòu)件低應(yīng)力增材制造工藝技術(shù)。

              

考核指標(biāo): 多電子束高溫粉末床熔融增材制造裝備:電子槍數(shù)量≥4臺(tái)，全幅面束斑直徑差異≤5%，成形尺寸≥800mmx800mmx700mm，粉末床高溫區(qū)(≥1000℃)面積≥600mmx600mm、溫度不均勻性≤20°C，多電子槍拼接精度優(yōu)于±0.15mm，成形效率≥300cm3/h,設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000小時(shí);單電子槍功率≥6kW，最小束斑直徑≤200um;實(shí)現(xiàn)使役溫度 900°C以上難焊高溫合金復(fù)雜構(gòu)件制造，水平尺寸>600mmx100mm，高度≥400mm，成形精度優(yōu)于+0.15mm/100mm，900°C及以上高溫持久和疲勞性能相對(duì)于同材料鑄造件提高10%，并在能源動(dòng)力、航空航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:多電子槍，高溫粉末床，電子束粉末床熔融，難焊高溫合金，熱裂紋控制。

3.3半導(dǎo)體材料激光制造技術(shù)與裝備(性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:面向半導(dǎo)體材料微細(xì)結(jié)構(gòu)高精度加工需求，探索激光矢量光場整形作用下的典型半導(dǎo)體材料應(yīng)力、缺陷演化規(guī)律，揭示微細(xì)結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量對(duì)器件性能的影響機(jī)制，攻克矢量光場整形、光束旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)空間姿態(tài)調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，研制半導(dǎo)體材料激光制造裝備，開發(fā)陣列方形微槽、微流道、材料內(nèi)部曲面成型切割等3類精密制造工藝。

   

考核指標(biāo):光束旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)空間姿態(tài)調(diào)控加工頭:加工誤差100mmx100mm,運(yùn)動(dòng)軸定位精度

關(guān)鍵詞:激光微納制造，空間整形，半導(dǎo)體材料，陣列微結(jié)構(gòu)

3.4 高強(qiáng)韌鈦合金增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:開展激光增材制造高強(qiáng)韌鎮(zhèn)合金材料設(shè)計(jì)、激光熔化沉積微區(qū)調(diào)控、多重固態(tài)相變聯(lián)動(dòng)調(diào)控等技術(shù)研究，攻克多束高功率激光大型復(fù)雜合金構(gòu)件制造過程內(nèi)部缺陷抑制和應(yīng)力控制等關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)展大型鐵合金構(gòu)件抗疲勞與高損傷容限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造方法，研制成套激光增材制造裝備。

考核指標(biāo): 大型激光增材制造裝備: 沉積態(tài)壁厚誤差優(yōu)于±0.5mm構(gòu)件變形量小于3mm/1000mm,成形效率不低于10kg/h;設(shè)備平均無故障工作時(shí)間 ≥1500 小時(shí); 成形的大型復(fù)雜構(gòu)件尺寸≥1mxlmx5m，內(nèi)部缺陷達(dá)到銀件超聲檢測AAA 級(jí)水平，疲勞和裂紋擴(kuò)展壽命預(yù)測誤差小于 10%;高強(qiáng)韌鐵合金斷裂韌性不低于110MPa.m1/2，經(jīng)不少于3 批次驗(yàn)證，抗拉強(qiáng)度不低于 920MPa,多批次抗拉強(qiáng)度變異系數(shù)小于 3%;在航空航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證，制定相關(guān)國家、行業(yè)或團(tuán)體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)≥3 項(xiàng)。

關(guān)鍵詞:鐵合金，激光增材制造，高強(qiáng)韌，大型復(fù)雜構(gòu)件

3.5纖維復(fù)合材料增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容: 針對(duì)大型高性能多功能復(fù)合材料構(gòu)件制造需求研究基于增材制造的多功能復(fù)合材料一體化設(shè)計(jì)方法;突破宏微觀多級(jí)界面結(jié)合性能梯度調(diào)控、短/連續(xù)纖維多噴頭分區(qū)域協(xié)同成形、實(shí)時(shí)監(jiān)測與打印參數(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù);研制大型短/連續(xù)纖維復(fù)合增材制造裝備。

考核指標(biāo):大型短/連續(xù)纖維復(fù)合增材制造裝備:成形尺寸≥6mx4mx3m，打印速度≥1.5m/min，制造精度優(yōu)于±0.25mm/m;設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);實(shí)現(xiàn)大型多功能復(fù)合材料短/連續(xù)纖維構(gòu)件增材制造，單向尺寸≥5m，短纖維含量 ≥35wt.%，連續(xù)纖維含量≥60vol.%，層間強(qiáng)度≥245MPa; 功能復(fù)合材料具備自感知、抗沖擊、吸波等功能，在無人機(jī)/無人艇中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:功能復(fù)合材料，短/連續(xù)纖維，增材制造，無人裝備

3.6極薄強(qiáng)韌陶瓷義齒增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:針對(duì)牙齒缺損微創(chuàng)/無創(chuàng)修復(fù)的需求，開展整體強(qiáng)韌、邊緣極薄、粘接面具有圖案化微結(jié)構(gòu)的陶瓷義齒增材制造方法研究。研究面投影光在增材制造過程的全生命周期傳播規(guī)律，光傳播中冗余雜光的過濾機(jī)制，以及光能量傳播與陶瓷光固化反應(yīng)能量的耦合調(diào)控方法;研究打印窗、漿料層與固化層的微力分離技術(shù)，各向異性極薄陶瓷打印件燒結(jié)的非均勻補(bǔ)償技術(shù);研制陶瓷光固化增材制造樣機(jī);開展應(yīng)用驗(yàn)證研究

考核指標(biāo): 建立光傳播能量調(diào)控與光固化反應(yīng)能量閩值的耦合分析理論模型;增材制造義齒的最小特征尺寸≤2um，最薄壁區(qū)域厚度≤10um，最大壁厚差達(dá) 200 倍，撓曲強(qiáng)度≥2950MPa;陶瓷光固化增材制造裝備:成形幅面≥100mmx100mm，單版45顆義齒成形時(shí)間≤8h; 在微創(chuàng)/無創(chuàng)牙齒缺損修復(fù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證，邊緣密合度優(yōu)于30um。

關(guān)鍵詞:陶瓷，微立體光固化，極薄義齒，光能量調(diào)控

3.7 激光微細(xì)制孔與異質(zhì)連接技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:面向航空、航天光學(xué)構(gòu)件一體化制造需求，開展非光學(xué)接觸異質(zhì)界面相變過程與等離子體動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù)研究，攻克大口徑增透構(gòu)件微群孔的脈沖整形高效率復(fù)刻成型、構(gòu)件位姿與超快激光脈沖的同步控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制超快激光制孔與連接裝備與成套工藝。

考核指標(biāo):超快激光制孔與連接的成套裝備:加工尺寸范圍≥500mmx500mmx600mm，增透微結(jié)構(gòu)最小孔徑≤2um，加工精度≤1um，深徑比≥1:1，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);實(shí)現(xiàn)不少于3種材料/結(jié)構(gòu)類型的構(gòu)件制造:口徑≥150mm，單個(gè)構(gòu)件加工時(shí)間≤5h，透射率較基材提升量≥10%，異質(zhì)材料連接強(qiáng)度 ≥130MPa;在航空、航天和光電等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞: 超快激光，微群孔，無膜增透，異質(zhì)連接

  

3.8 功能圖案激光還原制造術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù))

研究內(nèi)容: 面向超大尺寸介質(zhì)表面金屬功能圖案制造需求開展超快激光誘導(dǎo)金屬前驅(qū)體還原過程中的光一熱一還原過程、時(shí)空頻協(xié)同整形超快激光高效精密還原制造新方法等研究，攻克介質(zhì)一金屬界面光致物理嵌合/化學(xué)鍵合控制、多機(jī)路徑規(guī)劃仿真與協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù);發(fā)展視覺協(xié)同的動(dòng)態(tài)接觸力合新策略用于大幅面、微尺度快速掃描成像;研發(fā)多機(jī)協(xié)同超快激光制造裝備。

考核指標(biāo):超快激光多機(jī)協(xié)同制造裝備: 在幅面≥1mx50m的可展收介質(zhì)表面實(shí)現(xiàn)圖案微結(jié)構(gòu)制造，微結(jié)構(gòu)尺寸精度優(yōu)于±10um、單元圖案定位精度≤15um、拼接精度≤0.1mm，單機(jī)直寫速率≥1x108um2/s 且還原效能≥1.5x106um2/ ( Ws)，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);金屬圖案微結(jié)構(gòu)方阻≤0.4/sq，金屬圖案一電介質(zhì)光致結(jié)合強(qiáng)度達(dá)1 級(jí)以上(GB/T 9286 ) 在航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞: 光還原，金屬圖案，介質(zhì)表面，超大尺寸

3.9 熱控/減震功能構(gòu)件增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:面向航天飛行器對(duì)“熱控/減振/承載”功能結(jié)構(gòu)體化構(gòu)件設(shè)計(jì)與制造技術(shù)需求，研究基于宏介觀結(jié)構(gòu)梯度分布的力一熱多目標(biāo)輕合金結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，攻克“介觀一宏觀”跨尺度特征結(jié)構(gòu)的激光模式/束斑尺寸控制、增材制造形性協(xié)同調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，開展跨尺度功能結(jié)構(gòu)“設(shè)計(jì)一制造一評(píng)價(jià)”研究開發(fā)增材制造裝備與成套工藝。

考核指標(biāo):增材制造裝備:微細(xì)特征成形精度優(yōu)于0.05m，宏觀尺寸≥500mmx500mmx1000mm;成形強(qiáng)度≥550MPa，二維導(dǎo)熱強(qiáng)化傳熱區(qū)域溫度均勻性優(yōu)于1°C/200mm，相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)減重≥30%;可承受載荷≥30kN，產(chǎn)生的反沖力≤45kN，吸能能力≥1000J;宏觀膨脹系數(shù)≤0.1ppm/K，減隔振時(shí)域均方根衰減率≥80%;在深空探測、載人登月、衛(wèi)星等航天器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:跨尺度功能結(jié)構(gòu)，多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，增材制造航天器

3.10 微細(xì)復(fù)雜形貌結(jié)構(gòu)激光制造技術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容:面向航空航天、高鐵等領(lǐng)域仿生部件制造需求研究激光高速空間光場合調(diào)控的三維微細(xì)起伏形貌結(jié)構(gòu)成形機(jī)制，建立“高溫脫附、高速減阻、防覆冰”分級(jí)仿生功能結(jié)構(gòu)模型，揭示復(fù)雜形貌結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量對(duì)仿生性能的影響機(jī)制;攻克微觀結(jié)構(gòu)成形過程在線監(jiān)測、高速空間光場耦合調(diào)控、空間結(jié)構(gòu)分層制造算法等關(guān)鍵技術(shù);研制激光制造裝備和成套工藝。

考核指標(biāo):微觀結(jié)構(gòu)成形過程在線監(jiān)測模塊: 時(shí)間分辨率優(yōu)于500fs;高速空間光場耦合調(diào)控模塊: 最大掃描速度≥10rad/s、調(diào)控精度≤300nrad;空間結(jié)構(gòu)分層制造軟件;激光制造裝備:復(fù)雜形貌結(jié)構(gòu)深度起伏范圍 1~500um、表面曲率變化誤差≤5%、最大構(gòu)件尺寸≥300mm;設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);與無表面微結(jié)構(gòu)的構(gòu)件相比，在不同構(gòu)件上分別實(shí)現(xiàn)高溫污染物殘留重量減小≥50%，阻力系數(shù)減少≥15%，-15°C條件下延遲結(jié)冰時(shí)間 >50%;在航空航天、高鐵等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:激光微納制造，仿生功能結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu)分割，高速光場調(diào)控

3.11 仿生異質(zhì)性組織工程半月板增材制造技術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容:針對(duì)半月板損傷修復(fù)的需求，研發(fā)仿生異質(zhì)性組織工程半月板支架設(shè)計(jì)及增材制造絲徑擠出的精確控制方法;研發(fā)可降解組織工程支架增材制造過程在線監(jiān)測及孔隙結(jié)構(gòu)高精度制造技術(shù);研究面向增材制造三維支架的干細(xì)胞精確分區(qū)接種、生長因子分區(qū)釋放、模量分區(qū)調(diào)控和半月板功能重建等仿生異質(zhì)性半月板構(gòu)建技術(shù);開展組織工程仿生半月板體外及大動(dòng)物體內(nèi)驗(yàn)證和評(píng)估，以及半月板支架與干細(xì)胞復(fù)合移植臨床前研究。

考核指標(biāo):建立可降解支架材料擠出絲徑的控制模型;仿生異質(zhì)性半月板支架增材制造設(shè)備:成形尺寸≥100mmx100mmx50mm，成形精度≤±20um，擠出絲徑誤差。

3.12 激光超聲復(fù)合精密制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:研究超聲振動(dòng)等輔助能場作用下單晶合金、陶瓷基材料等激光高效去除機(jī)理,探索激光能場復(fù)合低損傷加工方法攻克多參量精確協(xié)同調(diào)控、軌跡規(guī)劃、精確導(dǎo)航、在線監(jiān)/檢測等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)激光復(fù)合能場自適應(yīng)加工工藝與裝備。

考核指標(biāo):激光復(fù)合能場制造 CAM 軟:具有定位檢測與加工導(dǎo)航功能，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維曲面構(gòu)件的定位一監(jiān)/檢測一加工一體化;激光復(fù)合能場加工裝備 2 套:平均無故障工作時(shí)間≥1000小時(shí);微孔深徑比≥25:1、最小孔徑直徑≤0.3mm、孔側(cè)壁粗糙度 Ra≤0.8um，加工效率優(yōu)于3 分鐘/孔，重鑄層≤1um;復(fù)雜構(gòu)件表面特征結(jié)構(gòu)加工尺寸精度≤5um; 建立相關(guān)工藝規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)在航空航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:激光復(fù)合能場，難加工材料，復(fù)雜構(gòu)件、精確導(dǎo)航

3.13 移動(dòng)式復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境增材制造技術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容: 針對(duì)高原高寒、南海島礁、荒漠戈壁等特殊環(huán)境下裝備現(xiàn)場應(yīng)急救援、損傷搶修的重大需求，研究高效率區(qū)域打印增材制造形性調(diào)控技術(shù)，攻克增材制造微缺陷在線識(shí)別與飛秒激光精準(zhǔn)去除、應(yīng)急保障增材制造復(fù)雜精細(xì)構(gòu)件的分級(jí)評(píng)價(jià)、高效率增材制造方艙的強(qiáng)機(jī)動(dòng)性和強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)與集成等關(guān)鍵技術(shù)，研制增材制造裝備和成套工藝，并在特殊極端環(huán)境開展增材制造方艙系統(tǒng)的應(yīng)用或驗(yàn)證。

考核指標(biāo): 增材制造裝備: 成形效率相比單激光粉末床熔融提升 10倍以上(合金成形效率≥1kg/h),成形精度優(yōu)于0.1mm,缺陷在線去除精度優(yōu)于 50μm，平均無故障時(shí)間≥500 小時(shí);捷方艙:尺寸不大于 7mx2.5mx2.5m，重量不大于6噸(含成形設(shè)備、后處理等)，“機(jī)動(dòng)一工作”狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間≤30 分鐘;形成應(yīng)急保障增材制造合金體系，零件疲勞壽命不低于鍛件的 60%;在航空航天、地面特種裝備維護(hù)保障實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證，并通過 3500米以上高原、南海島礁、高低溫 (-45°C~55°C)等環(huán)境考核驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:應(yīng)急保障，極高效率，金屬增材制造，復(fù)雜環(huán)境

3.14 大尺寸特種陶瓷增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:研究氧化物、碳化物、氮化物等大尺寸特種陶瓷構(gòu)件增材制造的材料組分一工藝一微結(jié)構(gòu)一性能一體化設(shè)計(jì)方法;攻克高粘稠材料光固化及實(shí)時(shí)清理等多工藝復(fù)合成形關(guān)鍵技術(shù)，研制增材制造裝備與成套工藝;建立多層、復(fù)雜內(nèi)腔構(gòu)件的三維結(jié)構(gòu)特征尺寸精度檢測方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

考核指標(biāo):特種陶瓷制造裝備:成形尺寸不小于1000mmx1000mmx500mm，固化效率不小于0.5m2/min，多層陶瓷構(gòu)件產(chǎn)品層數(shù)≥3，最小壁厚≤800um，最小孔徑≤150um，表面粗糙度 Ra≤3um，尺寸精度優(yōu)于±0.15mm，陶瓷構(gòu)件三維測量精度優(yōu)于 10m，平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);成形件高溫變形量≤0.5%(1650°C),斷裂韌性≥10MPa.m1/2，韋伯模數(shù)≥10;實(shí)現(xiàn)大型復(fù)雜特種陶瓷構(gòu)件的制造，最大尺寸≥1000mm，在航空、航天、能源化工等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證，制定相關(guān)國家、行業(yè)或團(tuán)體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)≥5 項(xiàng)。

關(guān)鍵詞:大尺寸，特種陶瓷，增材制造，工藝復(fù)合

3.15 同質(zhì)/異質(zhì)合金復(fù)合材料構(gòu)件激光能焊接技術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容:針對(duì)大型鋁基合金同質(zhì)/異質(zhì)構(gòu)件焊接難題，研究大尺寸中厚壁鋁基復(fù)合材料的焊縫增強(qiáng)相顆粒分布控制及勻化技術(shù);攻克多源信號(hào)監(jiān)測一分析一融合一處理的關(guān)鍵技術(shù);開發(fā)反饋調(diào)節(jié)激光能量與填料送入量的一體化智能調(diào)控系統(tǒng);研究基于智能化能一質(zhì)協(xié)同控制的大尺寸中厚壁金屬基復(fù)合材料接頭性能保障技術(shù);建立基于大數(shù)據(jù)的母材一焊縫焊后一體化處理策略;研發(fā)同質(zhì)/異質(zhì)構(gòu)件焊接裝備與成套工藝。

考核指標(biāo):激光智能焊接裝備: 實(shí)現(xiàn)同質(zhì)結(jié)構(gòu)、異質(zhì)結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)鋁合金復(fù)合材料智能化焊接,焊件尺寸≥1m,熔深≥8mm時(shí)，接頭氣孔尺寸≤0.2mm，無焊接裂紋，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);鋁基復(fù)材同質(zhì)結(jié)構(gòu)接頭彈性模量≥90GPa、接頭強(qiáng)度 ≥350MPa; 鋁基復(fù)材一鋁合金異質(zhì)結(jié)構(gòu)接頭彈性模量≥80GPa、接頭強(qiáng)度≥300MPa; 接頭延伸率均≥4%;相比其他方式，綜合制造效能提升≥30%;在航空航天、汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

              

關(guān)鍵詞:鋁基復(fù)合材料，激光焊接。

4 典型應(yīng)用示范

4.1 激光剝片/減薄技術(shù)在電子制造領(lǐng)域的應(yīng)用示范(應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)容:面向第三代半導(dǎo)體晶錠、晶圓高效高精度剝片/減薄加工需求，研究碳化硅等晶體材料激光誘導(dǎo)改質(zhì)層區(qū)域裂紋擴(kuò)展機(jī)制及形成規(guī)律;攻克像差校正的空間整形、內(nèi)部高速切割與同步控制、分片等關(guān)鍵技術(shù):開發(fā)涵蓋化學(xué)機(jī)械研磨的高質(zhì)量低損傷成套制造工藝;研制激光剝片/減薄制造裝備。

考核指標(biāo): 內(nèi)部高速切割與同步控制模塊: 掃描位置精度≤1um;激光剝片/減薄制造裝備: 最大加工直徑≥200mm(碳化硅)最薄剝片/減薄厚度≤100um (碳化硅)，晶圓總厚度偏差≤20um(研磨前)，單片材料總損耗≤80um (研磨后 )，效率≤10 分鐘/片(150mm)，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000小時(shí):在電子制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)示范應(yīng)用。

有關(guān)說明: 由企業(yè)牽頭申報(bào)。亮點(diǎn): 實(shí)現(xiàn)第三代半導(dǎo)體晶錠剝片效率提升3 倍、切口材料耗損降低大于 60%，晶圓產(chǎn)出增加30%?？己朔绞?分別采用激光和線鋸，在生產(chǎn)線上對(duì) 150mm直徑(6寸)、20mm 厚碳化硅晶進(jìn)行剝片測試，對(duì)比剝片效率、材料耗損和晶圓產(chǎn)出。

關(guān)鍵詞:激光剝片，減薄，晶錠，晶圓

4.2 航天發(fā)動(dòng)機(jī)大尺寸薄壁整體構(gòu)件增材制造應(yīng)用示范（應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)容:針對(duì)航天固體、液體、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)高性能大型復(fù)雜構(gòu)件的整體制造需求，開展大型弱剛度多筋構(gòu)件輕量化設(shè)計(jì)及激光增材制造技術(shù)示范應(yīng)用研究，攻克弱剛度約束條件下增材制造和后處理整體構(gòu)件組織性能控制，構(gòu)件抗變形結(jié)構(gòu)優(yōu)化、成形過程應(yīng)力控制等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)弱剛度多筋構(gòu)件的質(zhì)量評(píng)價(jià)與考核驗(yàn)證技術(shù)。

考核指標(biāo):一體化制造零件尺寸最大直徑≥1000mm，最小壁厚≤1.5mm，最大變形量≤1.5mm，非加工表面粗糙度 Ra≤3.2um;相比傳統(tǒng)制造工藝，增材制造構(gòu)件一體化設(shè)計(jì)和制造后，零件數(shù)量減少≥30%，結(jié)構(gòu)剛度提升≥30%，減重≥20%，制造周期縮短≥50%，成本降低≥30%; 構(gòu)件力學(xué)性能達(dá)到同牌號(hào)鍛鑄件標(biāo)準(zhǔn)，力學(xué)性能離散度≤5%;形成航天領(lǐng)域增材制造設(shè)計(jì)、加工、檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不少于 10 項(xiàng);并在 5 種以上航天動(dòng)力裝備構(gòu)件制造上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用示范，不少于 2 種通過熱試車考核。

有關(guān)說明: 由企業(yè)牽頭申報(bào)。亮點(diǎn):實(shí)現(xiàn)尺寸大于 1 米的航天發(fā)動(dòng)機(jī)高性能大型弱剛度復(fù)雜構(gòu)件的高精度整體制造。考核方式:選取航天發(fā)動(dòng)機(jī) 1 米以上典型構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造，分別采用傳統(tǒng)制造方式和增材制造方式進(jìn)行制造工藝設(shè)計(jì)，并采用增材制造對(duì)典型零件進(jìn)行制造，對(duì)比零件全流程制造完成后，采用傳統(tǒng)制造和增材制造流程所制造的零件重量、數(shù)量、制造周期制造成本差異，對(duì)零件性能進(jìn)行測試評(píng)價(jià)，按照裝機(jī)要求進(jìn)行零件力學(xué)性能考核測試。

關(guān)鍵詞:航天動(dòng)力裝備，增材制造，弱剛度復(fù)雜構(gòu)件

4.3 面向快換產(chǎn)的復(fù)雜功能構(gòu)件?；霾闹圃鞈?yīng)用示范(應(yīng)用示范類)

研究內(nèi)容:針對(duì)航天航空等領(lǐng)域高端裝備對(duì)功能構(gòu)件多品種、變批量、短周期規(guī)模化增材制造的迫切需求，攻克成形過程多參量檢測與調(diào)控、功能構(gòu)件快速響應(yīng)批產(chǎn)工藝優(yōu)化、柔性成形艙設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù),研制面向規(guī)模化生產(chǎn)的定制化增材制造設(shè)備構(gòu)建面向規(guī)?；焖夙憫?yīng)生產(chǎn)的高柔性分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。

              

考核指標(biāo): 批量制造的航天航空功能結(jié)構(gòu)產(chǎn)品構(gòu)型種類 ≥15 類，不少于5 類產(chǎn)品通過裝機(jī)考核，不少于1類產(chǎn)品經(jīng)過飛行試驗(yàn)驗(yàn)證，產(chǎn)品裝機(jī)數(shù)量≥1000 件;相比傳統(tǒng)工藝，工藝開發(fā)時(shí)間縮短 ≥50%，制造效率提升≥50%，粉末利用率提升≥30%;定制化增材制造設(shè)備: 構(gòu)件力學(xué)性能偏離度≤3%，尺寸偏差波動(dòng)≤10%，不同零件換產(chǎn)時(shí)間≤2h，平均無故障運(yùn)行時(shí)間≥2000h;分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量≥3 個(gè)，包含增材制造設(shè)備數(shù)量≥50臺(tái)。

有關(guān)說明:由企業(yè)牽頭申報(bào)。亮點(diǎn): 建立國內(nèi)首個(gè)分布式功能結(jié)構(gòu)一體化零件增材制造生產(chǎn)線。考核方式: 選取航天航空飛行器典型關(guān)鍵功能結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行考核測試，按照批產(chǎn)要求進(jìn)行批量化制造，與傳統(tǒng)小批量制造進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比工藝開發(fā)時(shí)間、零件制造效率、力學(xué)性能偏離度、尺寸偏差波動(dòng)等;采用 5 類典型構(gòu)件，在建立的智能生產(chǎn)線上進(jìn)行功能結(jié)構(gòu)零件換產(chǎn)時(shí)間考核。

關(guān)鍵詞:增材制造，快速響應(yīng)，規(guī)?；?，功能結(jié)構(gòu)

4.4 激光熔鍛原位修復(fù)應(yīng)用示范（應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)容: 面向軍民用重大裝備不可拆卸結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場高性能修復(fù)需求，研究原位激光熔鍛修復(fù)層組織、缺陷和應(yīng)力的控制方法，開展復(fù)雜環(huán)境雙激光聯(lián)動(dòng)、激光熔覆沉積與沖擊強(qiáng)化工藝匹配優(yōu)化、原位修復(fù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力重構(gòu)與疲勞壽命評(píng)估等技術(shù)研究，研制移動(dòng)式激光熔鍛修復(fù)裝備。

考核指標(biāo): 移動(dòng)式激光熔鍛原位修復(fù)裝備:雙激光現(xiàn)場光纖傳輸距離≥20m，修復(fù)效率≥300cm/h，設(shè)備現(xiàn)場展開時(shí)間≤2h平均無故障工作時(shí)間≥1000h; 合金、合金鋼等修復(fù)件的表面最大殘余壓應(yīng)力≥屈服強(qiáng)度的30%,與常規(guī)單一激光熔覆修復(fù)相比，疲勞壽命提升≥30%;修復(fù)件應(yīng)力重構(gòu)誤差≤20%，疲勞壽命預(yù)測誤差在 2 倍分散帶以內(nèi);在航空航天、能源動(dòng)力領(lǐng)域現(xiàn)場原位修復(fù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用示范。

有關(guān)說明:由企業(yè)牽頭申報(bào)。亮點(diǎn):研制移動(dòng)式激光熔鍛原位修復(fù)裝備，實(shí)現(xiàn)航空航天、能源動(dòng)力領(lǐng)域不可拆卸或難拆卸構(gòu)件的現(xiàn)場原位修復(fù)?？己朔绞? 在機(jī)場對(duì)飛機(jī)機(jī)體內(nèi)的構(gòu)件進(jìn)行不拆卸修復(fù)，在外場對(duì)石油化工管道進(jìn)行不拆卸修復(fù)，考核修復(fù)效率和設(shè)備現(xiàn)場展開時(shí)間，修復(fù)后，將零件拆卸，對(duì)修復(fù)區(qū)域的疲勞壽命進(jìn)行考核。

關(guān)鍵詞:激光熔鍛，抗疲勞，壽命評(píng)估，不可拆結(jié)構(gòu)原位修復(fù)

4.5 高適配人工膝關(guān)節(jié)增材制造應(yīng)用示范(應(yīng)用示范類)

研究內(nèi)容:面向人口老齡化加劇以及患者對(duì)膝關(guān)節(jié)置換的需求，研究基于 CT 和磁共振多模態(tài)融合的個(gè)性化人工膝關(guān)節(jié)AI輔助快速設(shè)計(jì)、產(chǎn)品與手術(shù)快速虛擬驗(yàn)證等技術(shù)，開發(fā)高適配人工膝關(guān)節(jié)增材制造組織強(qiáng)韌化調(diào)控與評(píng)價(jià)技術(shù)，開展手術(shù)中關(guān)節(jié)適配性、覆蓋率、下肢力線及關(guān)節(jié)功能等醫(yī)工交互驗(yàn)證。

考核指標(biāo):增材制造高適配人工膝關(guān)節(jié)在臨床應(yīng)用中的切骨面覆蓋率>95%，股骨和脛骨假體延伸率>18%，通過 1000 萬次10 赫茲>4000N 加載的疲勞測試;個(gè)性化高適配人工膝關(guān)節(jié)手術(shù)>300 例、標(biāo)準(zhǔn)全膝置換對(duì)照 ≥300 例;發(fā)布個(gè)性化全膝置換臨床路徑、診療專家共識(shí)、手術(shù)操作規(guī)范、快速康復(fù)專家共識(shí):面向增材制造的 AI輔助快速產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品和手術(shù)虛擬驗(yàn)證軟件;制定激光增材制造工藝、個(gè)性化人工膝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)、臨床醫(yī)工交互驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)>5 項(xiàng);增材制造高適配人工膝關(guān)節(jié)獲三類醫(yī)療器械注冊(cè)證。

有關(guān)說明: 由企業(yè)牽頭申報(bào)。亮點(diǎn): 增材制造個(gè)性化高適配人工膝關(guān)節(jié)獲三類醫(yī)療器械注冊(cè)證，并實(shí)現(xiàn)批量臨床手術(shù)應(yīng)用考核方式: 選取典型膝關(guān)節(jié)治療病例，進(jìn)行高適配人工膝關(guān)節(jié)增材制造，對(duì)制造假體進(jìn)行力學(xué)性能測試;通過病歷報(bào)告，臨床手術(shù)報(bào)告對(duì)臨床手術(shù)應(yīng)用進(jìn)行考核驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:增材制造，全膝人工關(guān)節(jié)，AI 輔助決策

4.6 復(fù)雜型面三維激光智能切割(應(yīng)用示范類，科技型中小企業(yè)項(xiàng)目)

研究內(nèi)容:面向復(fù)雜型面車身覆蓋件精密切割需求，開展切割誤差產(chǎn)生機(jī)理和控制方法研究，攻克新型 8 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)軌跡控制等關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)囊捌豹濱三維光纖激光切割頭及專用控制系統(tǒng)，研制適用于復(fù)雜型面汽車結(jié)構(gòu)件的三維激光切割裝備。

考核指標(biāo):新型8 軸聯(lián)動(dòng) (3+2+1+2)三維光纖激光切割裝備:單機(jī)工作范圍≥6000mmx1500mmx700mm，移動(dòng)軸定位精度≤0.06mm、速度≥110m/min，旋轉(zhuǎn)軸定位精度≤0.02°、速度≥90r/min，切割尺寸精度≤0.06mm/100mm，切口表面粗糙度 Ra≤6.3um，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000h;應(yīng)用于復(fù)雜型面車身覆蓋件精密切割。

關(guān)鍵詞: 三維激光切割，復(fù)雜型面切割，車身覆蓋件，運(yùn)動(dòng)軌跡控制

4.7 高深徑比玻璃通孔激光高效制造技術(shù) (應(yīng)用示范類，科技型中小企業(yè)項(xiàng)目)

研究內(nèi)容:面向電子制造和醫(yī)療領(lǐng)域中器件和微系統(tǒng)研制對(duì)小直徑、高深徑比、高質(zhì)量玻璃通孔的高效率制造需求，研究超快激光誘導(dǎo)玻璃改性、變性區(qū)域選擇性化學(xué)刻蝕等方法;開發(fā)超快激光微孔加工時(shí)空整形功能模塊；研制基于飛秒激光誘導(dǎo)變性的玻璃、微晶玻璃微孔刻蝕工藝與裝備。

考核指標(biāo)：超快時(shí)空整形、在線監(jiān)測與同軸對(duì)焦等 2 類關(guān)鍵模塊；超快激光誘導(dǎo)玻璃刻蝕微孔裝備：可制備圓、方孔和不規(guī)則形狀的高密度微孔，最大深徑比≥100:1，最小孔徑≤5μm，錐度 0.1°~30°可控；加工效率≥5000 孔/秒；應(yīng)用于電子制造或醫(yī)療領(lǐng)域，銷售數(shù)量≥20 臺(tái)。

              

關(guān)鍵詞：激光誘導(dǎo)，選擇性蝕刻，玻璃通孔，三維封裝

4.8 飛秒激光加工超高溫光纖壓力傳感器（應(yīng)用示范類，科技型中小企業(yè)項(xiàng)目）

研究內(nèi)容：面向高性能超高溫壓力傳感器的制造需求，開展超高溫藍(lán)寶石光纖微腔、微膜、微表面等的飛秒激光加工研究，攻克飛秒激光加工在線成型和批量加工關(guān)鍵技術(shù)，開展飛秒激光加工超高溫壓力傳感器綜合性能評(píng)估研究。

              

考核指標(biāo)：光纖微腔、微膜、微表面的加工尺寸精度優(yōu)于1μm、表面粗糙度優(yōu)于 Ra0.1μm；光纖壓力傳感器：壓力量程 0~30MPa，準(zhǔn)確度 2%FS，耐加速度沖擊大于 40g；在航空、航天、航海、新能源等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：飛秒激光，難加工材料，壓力傳感器，超高溫

4.9 無支撐粉末床增材制造技術(shù)（應(yīng)用示范類，科技型中小企業(yè)項(xiàng)目）

研究內(nèi)容：針對(duì)傳統(tǒng)激光粉末床熔融增材制造在具有空腔和懸空結(jié)構(gòu)的零件制造時(shí)存在輔助支撐結(jié)構(gòu)多、后處理工藝復(fù)雜等問題，研究低應(yīng)力、無支撐結(jié)構(gòu)的金屬激光粉末床熔融增材制造技術(shù)；研究鋪粉過程對(duì)成形構(gòu)件姿態(tài)的影響機(jī)制、小角度下表面和懸垂面成形控制技術(shù)，發(fā)展無支撐增材制造的質(zhì)量控制技術(shù)；研制無支撐激光粉末床熔融增材制造裝備和成套工藝。

考核指標(biāo)：無支撐激光粉末床熔融增材制造裝備：實(shí)現(xiàn)不小于 200mm×200mm×200mm 復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件制造，成形精度≤±0.1mm；無支撐制造下表面與水平面夾角≤10°，表面粗糙度 Ra≤6.3μm；應(yīng)用于航空或航天等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：粉末床熔融，無支撐，下垂面成形，熱應(yīng)力控制

“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)2023年度項(xiàng)目申報(bào)指南形式審查條件要求

申報(bào)項(xiàng)目須符合以下形式審查條件要求。

1. 推薦程序和填寫要求

（1）由指南規(guī)定的推薦單位在規(guī)定時(shí)間內(nèi)出具推薦函。

（2）申報(bào)單位同一項(xiàng)目須通過單個(gè)推薦單位申報(bào)，不得多頭申報(bào)和重復(fù)申報(bào)。

（3）項(xiàng)目申報(bào)書（包括預(yù)申報(bào)書和正式申報(bào)書，下同）內(nèi)容與申報(bào)的指南方向相符。

（4）項(xiàng)目申報(bào)書及附件按格式要求填寫完整。

              

2. 申報(bào)人應(yīng)具備的資格條件

              

（1）項(xiàng)目（課題）負(fù)責(zé)人應(yīng)為 1963 年 1 月 1 日以后出生，具有高級(jí)職稱或博士學(xué)位。

（2）青年科學(xué)家項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)具有高級(jí)職稱或博士學(xué)位，男性應(yīng)為 38 周歲以下（1985 年 1 月 1 日以后出生），女性應(yīng)為 40周歲以下（1983 年 1 月 1 日以后出生）。

原則上團(tuán)隊(duì)其他參與人員年齡要求同上。

（3）受聘于內(nèi)地單位的外籍科學(xué)家及港、澳、臺(tái)地區(qū)科學(xué)家可作為項(xiàng)目（課題）負(fù)責(zé)人，全職受聘人員須由內(nèi)地聘用單位提供全職聘用的有效材料，非全職受聘人員須由雙方單位同時(shí)提供聘用的有效材料，并作為項(xiàng)目預(yù)申報(bào)材料一并提交。

（4）參與重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案或本年度項(xiàng)目指南編制的專家，原則上不能申報(bào)該重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目（課題）。      

（5）誠信狀況良好，無在懲戒執(zhí)行期內(nèi)的科研嚴(yán)重失信行為記錄和相關(guān)社會(huì)領(lǐng)域信用“黑名單”記錄。

（6）中央和地方各級(jí)國家機(jī)關(guān)的公務(wù)人員（包括行使科技計(jì)劃管理職能的其他人員）不得申報(bào)項(xiàng)目（課題）。

（7）項(xiàng)目申報(bào)人員滿足申報(bào)查重要求。

              

3. 申報(bào)單位應(yīng)具備的資格條件

              

（1）在中國大陸境內(nèi)登記注冊(cè)的科研院所、高等學(xué)校和企業(yè)等法人單位。

國家機(jī)關(guān)不得作為申報(bào)單位進(jìn)行申報(bào)。

（2）注冊(cè)時(shí)間在 2022 年 6 月 30 日前。

（3）誠信狀況良好，無在懲戒執(zhí)行期內(nèi)的科研嚴(yán)重失信行為記錄和相關(guān)社會(huì)領(lǐng)域信用“黑名單”記錄。

4. 本重點(diǎn)專項(xiàng)指南規(guī)定的其他形式審查條件要求青年科學(xué)家項(xiàng)目不再下設(shè)課題，項(xiàng)目參與單位總數(shù)不超過 3 家。

2023年6月9日，據(jù)資源庫了解，科技部近日發(fā)布了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的通知，其中包括了"增材制造與激光制造"等6個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)的項(xiàng)目申報(bào)指南。“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)指南強(qiáng)調(diào)問題導(dǎo)向、分步實(shí)施和重點(diǎn)突出，涵蓋了基礎(chǔ)理論、前沿技術(shù)、核心部件、關(guān)鍵技術(shù)與裝備以及典型應(yīng)用示范等4個(gè)技術(shù)方向。按照基礎(chǔ)研究、共性關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用示范三個(gè)層面，擬啟動(dòng)41項(xiàng)指南任務(wù)，擬國撥經(jīng)費(fèi)概算4.31億元，涉及增材制造項(xiàng)目方向的指南任務(wù)共計(jì)21項(xiàng)。

以下為“增材制造與光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)2023度項(xiàng)目申報(bào)指南全文：

為落實(shí)“十四五”期間國家科技創(chuàng)新有關(guān)部署安排，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)實(shí)施“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)。根據(jù)本重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案的部署，現(xiàn)發(fā)布 2023 年度項(xiàng)目申報(bào)指南。

本重點(diǎn)專項(xiàng)總體目標(biāo)是:到 2025 年，使我國增材制造與激光制造成為主流制造技術(shù)之一，總體達(dá)到世界一流，基本實(shí)現(xiàn)全球領(lǐng)先，在戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)、新基建、大國重器中發(fā)揮不可替代的重大作用。同時(shí)，基本實(shí)現(xiàn)增材制造與激光制造全產(chǎn)業(yè)鏈主體自主可控，形成系列長板技術(shù)和一批顛覆性技術(shù)，并匯集為行業(yè)整體優(yōu)勢(shì)，為一批領(lǐng)軍企業(yè)奠基強(qiáng)大的國際技術(shù)競爭力，高端裝備1產(chǎn)品大批進(jìn)入國際市場，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中發(fā)揮核心作用。

2023 年度指南部署堅(jiān)持問題導(dǎo)向、分步實(shí)施、重點(diǎn)突出的原則，圍繞“基礎(chǔ)理論和前沿技術(shù)、核心功能部件、關(guān)鍵技術(shù)與裝備、典型應(yīng)用示范”等 4 個(gè)技術(shù)方向，按照基礎(chǔ)研究、共性關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用示范三個(gè)層面，擬啟動(dòng) 41 項(xiàng)指南任務(wù)，擬國撥經(jīng)費(fèi)概算 4.31 億元。其中，圍繞單晶高溫合金的光束整形激光增材制造方法、超材料三維成形機(jī)制及可控微宏觀制備新方法等技術(shù)方向，部署青年科學(xué)家項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目 200 萬元。圍繞復(fù)雜型面三維激光智能切割、高深徑比玻璃通孔激光高效制造等技術(shù)方向，部署科技型中小企業(yè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目 200 萬元。共性關(guān)鍵技術(shù)類項(xiàng)目的配套經(jīng)費(fèi)與國撥經(jīng)費(fèi)比例不低于 1.5:1。應(yīng)用示范類項(xiàng)目鼓勵(lì)產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合，充分發(fā)揮地方和市場作用，由企業(yè)牽頭申報(bào)，配套經(jīng)費(fèi)與國撥經(jīng)費(fèi)比例不低于 2.5:1。

項(xiàng)目統(tǒng)一按指南二級(jí)標(biāo)題(如 1.1)的研究方申報(bào)。除特殊說明外，每個(gè)方向擬支持項(xiàng)目數(shù)為 1項(xiàng)，實(shí)施周期不超過 3 年申報(bào)項(xiàng)目的研究內(nèi)容必須涵蓋二級(jí)標(biāo)題下指南所列的全部研究內(nèi)容和考核指標(biāo)。基礎(chǔ)研究類項(xiàng)目下設(shè)課題不超過 4 個(gè)，項(xiàng)目參與單位總數(shù)不超過 6 家;共性關(guān)鍵技術(shù)類和應(yīng)用示范類項(xiàng)目下設(shè)課題數(shù)不超過 5個(gè)，項(xiàng)目參與單位總數(shù)不超過 10 家。項(xiàng)目設(shè) 1名項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，項(xiàng)目中每個(gè)課題設(shè) 1名課題負(fù)責(zé)人。

青年科學(xué)家項(xiàng)目不要求對(duì)指南內(nèi)容全覆蓋，不再下設(shè)課題，項(xiàng)目參與單位總數(shù)不超過3 家。項(xiàng)目設(shè) 1名項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，青年科學(xué)家項(xiàng)目負(fù)責(zé)人年齡要求，男性應(yīng)為 1985年1月1日以后出生，女性應(yīng)為 1983 年1月1日以后出生。原則上團(tuán)隊(duì)其他參與人員年齡要求同上。

科技型中小企業(yè)項(xiàng)目要求由科研能力強(qiáng)的科技型中小企業(yè)牽頭申報(bào)。項(xiàng)目下不設(shè)課題，項(xiàng)目參加單位 (含牽頭單位) 原則上不超過 2 家，原則上不再組織預(yù)算評(píng)估，在驗(yàn)收時(shí)將對(duì)技術(shù)指標(biāo)完成和成果應(yīng)用情況進(jìn)行同步考核?？萍夹椭行∑髽I(yè)標(biāo)準(zhǔn)參照科技部、財(cái)政部、國家稅務(wù)總局印發(fā)的《科技型中小企業(yè)評(píng)價(jià)法》(國科發(fā)政[2017]115號(hào))。

1 基礎(chǔ)理論和前沿技術(shù)

1.1 多物理場耦合調(diào)控的多級(jí)有序結(jié)構(gòu)功能體化學(xué)激光協(xié)同制造（基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容：針對(duì)骨修復(fù)材料的多級(jí)有序化設(shè)計(jì)與制造難題，研究復(fù)合材料體系多物理場調(diào)控有序化纖維微基元方法；研究光場能量與纖維微基元組裝的耦合調(diào)控機(jī)制；研究多層級(jí)結(jié)構(gòu)及其受力條件下動(dòng)態(tài)演化的高分辨觀測和建模方法；揭示化學(xué)激光協(xié)同跨尺度構(gòu)建技術(shù)對(duì)力學(xué)和生物性能的影響機(jī)制；完成仿生骨多級(jí)結(jié)構(gòu)功能體制造，并進(jìn)行驗(yàn)證。

考核指標(biāo)：建立多物理場耦合調(diào)控的多級(jí)有序結(jié)構(gòu)功能體調(diào)控構(gòu)建理論模型，實(shí)現(xiàn)仿生骨多級(jí)結(jié)構(gòu)有序化組裝，結(jié)構(gòu)尺度跨越 0.1μm~100mm，纖維微基元徑向有序度及纖維微基元中聚合物的分子取向度均≥50%；建立動(dòng)態(tài)演化的大尺度多層級(jí)高分辨三維結(jié)構(gòu)功能分析方法和仿生結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)計(jì)模型，構(gòu)件尺寸≥400μm，空間分辨率≤30nm；跨尺度結(jié)構(gòu)功能效應(yīng)樣件力學(xué)強(qiáng)度、彈性模量與松質(zhì)骨匹配，仿生骨與自體骨組織形成礦化骨整合界面的周期≤3 周，符合醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) GB/T 16886 及指導(dǎo)原則。

關(guān)鍵詞:多物理場耦合調(diào)控，多層級(jí)有序結(jié)構(gòu)，微基元，激光有序化調(diào)控，多層級(jí)觀測與建模

1.2氧調(diào)控高強(qiáng)韌金屬激光增材制造（基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容:針對(duì)高強(qiáng)韌鋁合金、鎳基高溫合金、難熔鎢合金等難加工金屬，探索通過調(diào)控氧元素含量及其存在形態(tài)提高材料強(qiáng)韌性的理論與方法，揭示激光增材制造過程中氧元素含量及其存在形態(tài)對(duì)合金成形工藝特性與組織性能的影響機(jī)制;建立原子尺度氧序構(gòu)一顯微結(jié)構(gòu)一介觀結(jié)構(gòu)一宏觀力學(xué)性能之間的構(gòu)效關(guān)系;研究氧對(duì)激光增材制造熔池?zé)嵋涣π袨?、冶金行為和包括氧化物?qiáng)化相在內(nèi)的多層級(jí)顯微組織形成的作用規(guī)律，多尺度應(yīng)力應(yīng)變演變的影響機(jī)制，研究熔池內(nèi)氧元素的原位超快在線檢測原理及方法;形成基于氧調(diào)控的增材制造金屬構(gòu)件的強(qiáng)韌化機(jī)制及形性協(xié)同控制方法。

考核指標(biāo)：建立激光增材制造中氧元素含量及其存在形態(tài)對(duì)成形材料性能影響的關(guān)系模型，形成不少于 3 類激光增材制造專用氧調(diào)控高強(qiáng)韌金屬材料體系；建立氧及其反應(yīng)產(chǎn)物原位高效在線檢測方法和評(píng)估算法，熔池中氧元素原位檢測精度≤5ppm；建立調(diào)控方法，氧含量調(diào)控精度優(yōu)于±25ppm；相對(duì)常規(guī)控氧環(huán)境下激光增材制造構(gòu)件在延伸率不明顯降低的情況下強(qiáng)度、彈性模量等指標(biāo)提升≥30%，或在強(qiáng)度不明顯降低的情況下斷裂韌性等指標(biāo)提升≥30%；完成不少于 4 類氧調(diào)控高強(qiáng)韌金屬復(fù)雜精密構(gòu)件的設(shè)計(jì)與制造，并在航空、航天、核等不少于 3 個(gè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:氧調(diào)控增材制造，多層級(jí)顯微組織，難加工金屬材料

1.3 復(fù)雜構(gòu)件激光固態(tài)相變組織精密調(diào)控（基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容:針對(duì)大型鋼構(gòu)件原位表面強(qiáng)韌化需求，研究多熱源耦合條件下的大型構(gòu)件激光固態(tài)相變溫度場時(shí)空演化行為;研究激光固態(tài)相變復(fù)相組織轉(zhuǎn)變、深度分布等特征及其調(diào)控機(jī)理與方法;研究復(fù)相組織的強(qiáng)韌化機(jī)制及疲勞破壞機(jī)理，建立其疲勞壽命預(yù)測模型;開展應(yīng)用驗(yàn)證研究。

考核指標(biāo)：建立激光固態(tài)相變?nèi)S瞬態(tài)溫度場、組織場及應(yīng)力應(yīng)變場耦合模型；應(yīng)用于長度≥6m 或直徑≥3m 的大型鋼構(gòu)件，獲得馬氏體、珠光體、貝氏體及其復(fù)相組織，晶粒度 3~10 級(jí)可調(diào)，最大可調(diào)深度≥6mm；表面硬度一致性偏差≤2HRC，處理層深度一致性≥95%，表面變形量≤0.1mm/1000mm，表面接觸疲勞壽命較處理前提升≥30%；在能源動(dòng)力、軌道交通等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證。

              

關(guān)鍵詞:激光固態(tài)相變，組織精密調(diào)控，強(qiáng)韌化，接觸疲勞

1.4 高分子粉床吸能誘導(dǎo)燒結(jié)高速 3D 打印(基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容:圍繞交通運(yùn)輸、康復(fù)醫(yī)療、可穿戴領(lǐng)域裝備部件輕質(zhì)高強(qiáng)和多功能化的重大需求，針對(duì)超高分子量聚乙烯等無粘流態(tài)剛性高分子和硅橡膠等柔性彈性體材料，開展粉末床吸能誘導(dǎo)選擇性燒結(jié)高速 3D 打印新方法研究。研究適用于3D 打印的吸能墨水材料和高分子粉體材料;研究吸能誘導(dǎo)選擇性燒結(jié)成形機(jī)制和高分子材料 3D 打印成形新原理，以及打印精度控制技術(shù);建立一體化高分子材料粉末床吸能誘導(dǎo)燒結(jié) 3D 打印制件綜合性能評(píng)估體系;研制相關(guān)裝備。

考核指標(biāo)：建立外場能量吸收與高分子粉末誘導(dǎo)燒結(jié)的成形理論與計(jì)算仿真模型；高分子粉末床吸能誘導(dǎo)選擇性燒結(jié)高速 3D打印裝備：制造效率≥3000cm3/h，最小打印層厚≤50μm，最高燒結(jié)溫度≥400℃，成形精度優(yōu)于 0.2mm，結(jié)構(gòu)特征尺寸最小可達(dá) 1mm；超高分子量聚乙烯、硅橡膠等高性能高分子粉體材料種類≥5 種，相應(yīng)專用墨水種類≥2 種；成形件力學(xué)性能不低于傳統(tǒng)制件的 60%；在航空航天、生物醫(yī)療和消費(fèi)品等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:增材制造，粉末床，聚合物，外場能量，選擇性燒結(jié)

1.5 厘米級(jí)結(jié)構(gòu)超滑功表面的激光制造(基礎(chǔ)研究類)

研究內(nèi)容:針對(duì)航空航天器件低摩擦表面的制造需求，研究激光制備單晶石墨過程中時(shí)空光場對(duì)石墨晶態(tài)及其表/界面原子結(jié)構(gòu)的調(diào)控機(jī)理;研究厘米級(jí)無褶皺結(jié)構(gòu)超滑單晶石墨制備機(jī)制建立快速溶碳和非平衡析碳的激光能場驅(qū)動(dòng)理論;發(fā)展單晶石墨結(jié)構(gòu)超滑表面的原位制備、石墨圖案化結(jié)構(gòu)超滑表面的制造方法開發(fā)厘米級(jí)結(jié)構(gòu)超滑器件制造工藝技術(shù)。

考核指標(biāo)：構(gòu)筑不少于 4 種厘米級(jí)圖案化結(jié)構(gòu)超滑功能表面，具備可控形狀（方臺(tái)、圓臺(tái)等）、高度（1~200μm）、寬度（5~500μm）的單元結(jié)構(gòu)特征，可控周期（5~500μm）、密度（單晶石墨表面占比 10%~70% ） 的 陣 列 分 布 特 征 ；結(jié) 構(gòu) 超 滑 表 面 面 積 ≥20mm×20mm，單晶石墨微區(qū)平整度≤30nm 且無褶皺，摩擦應(yīng)力≤0.001MPa，承載≥50N（測試速度≥0.1m/s）；在航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證，潤滑系統(tǒng)總重量降低 50%以上。

關(guān)鍵詞:激光原位生長，激光微圖案化，單晶石墨，結(jié)構(gòu)超滑，軸承

1.6太空極端環(huán)境金屬增材制造(基礎(chǔ)研究類)

研究內(nèi)容:針對(duì)太空極端環(huán)境下金屬構(gòu)件快速制造的需求，開展適用于太空極端環(huán)境的金屬增材制造新機(jī)理、工藝和裝備研究。研究真空和微重力環(huán)境下低功耗的金屬增材制造熔化和冶金行為，闡明增材制造過程中，真空、微重力條件對(duì)金屬熔體潤濕鋪展、凝固行為對(duì)成形件尺寸精度與表面粗糙度的影響機(jī)制;研究太空極端環(huán)境下金屬增材制造的形性調(diào)控技術(shù)，探索合金、鋁合金、不銹鋼等多種材料的成形工藝。

考核指標(biāo)：實(shí)現(xiàn)微重力、真空下的金屬增材制造過程仿真分析，建立適用于太空極端環(huán)境的金屬增材制造潤濕鋪展和凝固行為模型；研制適用于太空微重力、真空環(huán)境的金屬增材制造集成化裝備 1 套，可以實(shí)現(xiàn)鈦合金、鋁合金、不銹鋼等典型金屬構(gòu)件的增材制造。增材成形設(shè)備總功率小于 1kW，環(huán)境真空度可達(dá)到10-3Pa 以上，整體裝備可承受-70℃至+100℃溫度變化，通過 10g加速度測試，零件尺寸不小于 400mm×400mm×20mm，成形精度≤0.5mm，表面粗糙度 Ra≤15μm，綜合力學(xué)性能不低于鍛件性能的 80%，建立相應(yīng)的太空金屬增材制造工藝規(guī)范。

關(guān)鍵詞:太空增材制造，極端環(huán)境，微重力，低功耗增材制造

1.7 熱功能表界面微納結(jié)構(gòu)與料特性一體化超快激光制造(基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容:針對(duì)航空航天、能源等重大裝備對(duì)高性能傳導(dǎo)/輻射/轉(zhuǎn)換等熱功能的迫切需求，研究超快激光作用下材料表界面能量吸收與傳遞的時(shí)空演化規(guī)律，以及熱功能表界面形性特征對(duì)熱功能的耦合影響規(guī)律及調(diào)控機(jī)制;研究超快激光制造工藝對(duì)熱功能表界面形性特征的影響與作用規(guī)律:研發(fā)高效、穩(wěn)定熱功能表界面微納結(jié)構(gòu)一材料特性一體化協(xié)同超快激光大面積制備方法及關(guān)鍵裝置，進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。

考核指標(biāo)：形成表界面微納結(jié)構(gòu)與材料特性對(duì)熱功能耦合作用模型；超高速并行光參量動(dòng)態(tài)調(diào)控裝置 1 套：單脈沖加工效率≥150，000 單元/秒，光參量動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間≤0.5μs；一體化加工面積≥300cm2。不少于 3 類新型熱功能器件：鍵合溫度≤150℃，導(dǎo)熱率≥200W/（m•K）；熱輻射圖案化單元特征尺寸覆蓋300nm~100μm，熱偽裝兼容波段≥3 且階數(shù)動(dòng)態(tài)連續(xù)可調(diào)；光熱轉(zhuǎn)換膜標(biāo)準(zhǔn)光照水蒸發(fā)速率≥4kg/（m2•h）。上述三類器件使用 100小時(shí)后性能衰退≤2%，在航空航天、能源等裝備中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:超快激光，熱功能表界面，微納結(jié)構(gòu)，材料特性，一體化制造

              

1.8多功能跨尺度共形結(jié)構(gòu)協(xié)同增制造技術(shù)(基礎(chǔ)研究類)

研究內(nèi)容:針對(duì)航空航天等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅?、高集成度功能?gòu)件的需求，研究增材制造結(jié)構(gòu)整體承載與結(jié)構(gòu)功能區(qū)的保形協(xié)調(diào)機(jī)制，以及基底一功能線路一體化增材制造的共形界面形性演化規(guī)律;研究表面變曲率復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)腔點(diǎn)陣共形填充及胞元完整性保持算法，多物理場高精高效分析方法，結(jié)構(gòu)一功能匹配的跨尺度結(jié)構(gòu)整體拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法;研究共形噴墨打印導(dǎo)電線路形貌的精確控制技術(shù)，以及多層異質(zhì)界面強(qiáng)化機(jī)理及高可靠性曲面多層電路互聯(lián)技術(shù)。

考核指標(biāo)：建立增材制造基底與結(jié)構(gòu)功能區(qū)的跨尺度結(jié)構(gòu)保形優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，以及共形噴墨打印導(dǎo)線的線寬控制模型；共形異質(zhì)材料界面結(jié)合強(qiáng)度≥10MPa，噴墨打印線寬≤5μm；復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)腔中實(shí)現(xiàn)共形點(diǎn)陣填充，填充的單胞數(shù)≥60 萬，不完整點(diǎn)陣單元數(shù)量≤0.1%；激光—噴墨協(xié)同增材制造航空航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的多功能集成構(gòu)件≥2 套：最大尺寸不小于1.0m×0.6m×0.8m，相比傳統(tǒng)制造方式零件數(shù)目減少 60%以上、減重≥30%、功能集成≥5 種（承載/減振/微波探測/溫度感知/應(yīng)變測量等）。

關(guān)鍵詞:協(xié)同增材制造，多功能跨尺度結(jié)構(gòu)，拓?fù)鋬?yōu)化保形設(shè)計(jì)，氣溶膠噴墨打印

1.9 單高溫合金的光束整形激光增材制造方法(基研究類，青年科學(xué)家項(xiàng)目)

研究內(nèi)容: 面向單晶高溫合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造需求，開展基于光束整形的單晶高溫合金激光粉末床熔融新原理及新方法研究研究激光束斑形狀、能量分布特征對(duì)熔池局部凝固條件及雜晶大角度晶界生成的影響機(jī)制;闡明動(dòng)態(tài)選晶機(jī)理并發(fā)展精確工藝控制技術(shù);建立光束整形與掃描路徑相匹配的無缺陷大尺寸單晶高溫合金加工策略。

考核指標(biāo)：光束整形激光粉末床熔融試驗(yàn)裝置 1 套，可實(shí)現(xiàn)圓形、異形等不少于 3 種束斑形狀，高斯/平頂?shù)饶芰糠植?，其中平頂能量分布均勻率?0%；無籽晶條件下增材制造無裂紋單晶高溫合金試件：單晶體水平幅面≥5mm，高度≥50mm，致密度≥99.8%。

關(guān)鍵詞:激光增材制造，粉末床熔融，光束整形，單晶高溫合金

1.10 超材料三維成形機(jī)制及可控微宏觀制備新方法（基礎(chǔ)研究類，青年科學(xué)家項(xiàng)目）

研究內(nèi)容:研究具有特殊功能的超材料微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法;研究微結(jié)構(gòu)單元的高精度制造、結(jié)構(gòu)超材料表面涂層、激光誘導(dǎo)刻蝕等技術(shù)，以及微結(jié)構(gòu)單元與復(fù)雜宏觀結(jié)構(gòu)的協(xié)同制造技術(shù);研發(fā)加工一檢測一體的超材料三維制備樣機(jī)，并實(shí)現(xiàn)超材料三維可控宏微觀制備技術(shù)驗(yàn)證。

考核指標(biāo)：建立超材料宏微觀結(jié)構(gòu)與特殊功能的理論模型，預(yù)測精度≥95%；研制結(jié)構(gòu)超材料成形—改性一體化制備工藝與裝備，實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)韌、超親水、吸波等不少于 3 類超材料結(jié)構(gòu)的可控制備，特征幅面≥10mm，最小特征精度≤2μm。

關(guān)鍵詞:超材料，微/宏觀結(jié)構(gòu)，三維成型，共形制備

1.11 消光/自清潔復(fù)合功能結(jié)構(gòu)制造術(shù)(基礎(chǔ)研究類，青年科學(xué)家項(xiàng)目)

研究內(nèi)容:面向航空航天領(lǐng)域消光/自清潔復(fù)合功能結(jié)構(gòu)制造需求，研究激光制造相位/偏振等多維光學(xué)參量調(diào)控機(jī)制，以及消光/自清潔復(fù)合功能結(jié)構(gòu)多尺度演化規(guī)律;研究消光/自清潔功能協(xié)同增效設(shè)計(jì)方法、大面積曲面多尺度消光/自清潔復(fù)合功能結(jié)構(gòu)的批量一致性制造新方法，開展表征、評(píng)價(jià)及驗(yàn)證研究。

考核指標(biāo)：研制三維光場整形模塊，能量勻化率（光強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)差/平均光強(qiáng)）≥95%，具備偏振態(tài)整形功能；曲面加工面積≥800cm2；不少于 2 類典型構(gòu)件驗(yàn)證：可見光至遠(yuǎn)紅外波段平均消光率≥98%，且環(huán)境試驗(yàn)（濕熱、振動(dòng)、熱循環(huán)等）前后平均消光率波動(dòng)＜3%，污染物殘留重量減小≥80%。

關(guān)鍵詞: 消光/自清潔復(fù)合功能，三維光場整形

1.12 浸入式超聲激光復(fù)合增材修復(fù)技術(shù)(基礎(chǔ)研究類，青年科學(xué)家項(xiàng)目)

  

研究內(nèi)容:面向復(fù)雜構(gòu)件高質(zhì)量增材修復(fù)需求，開展絲導(dǎo)超聲與激光協(xié)同、熔池閉環(huán)調(diào)控等機(jī)理與技術(shù)研究，揭示激光沉積成形過程浸入式超聲選區(qū)等軸化機(jī)理;研究絲導(dǎo)超聲一激光交互機(jī)制下熔池閉環(huán)調(diào)控方法;研究絲導(dǎo)超聲復(fù)合激光增材修復(fù)工藝下冶金缺陷、顯微組衷懊斃雹豺唉笆爸皚安拌唉斃榜案唉扒安柏彼成及強(qiáng)韌化機(jī)理。

              

考核指標(biāo)：在不少于 3 種基體材料沉積態(tài)修復(fù)區(qū)獲得完全等軸晶；絲導(dǎo)超聲—激光復(fù)合增材修復(fù)樣機(jī) 1 套；修復(fù)件變形量≤80μm/100mm，高溫（650℃）拉伸強(qiáng)度不低于基體材料的 90%。

關(guān)鍵詞:浸入式超聲，激光復(fù)合，增材修復(fù)，選區(qū)等軸化

2 核心功能部件

2.1 制造用藍(lán)光半導(dǎo)體激光器（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:研究半導(dǎo)體激光器載流子注入動(dòng)力學(xué)、模式調(diào)控及熱應(yīng)力對(duì)激光性能的影響機(jī)制，開展氮化嫁基二極管藍(lán)光激光器的新型外延結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外延生長、器件工藝、失效機(jī)理及可靠性研究，突破芯片制備封裝、光譜合束、增益調(diào)控、大能量關(guān)斷、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)，研制制造用高功率藍(lán)光半導(dǎo)體激光器。

考核指標(biāo):熱沉鍵合器件綜合熱導(dǎo)率≥360W/(m·K); 藍(lán)光激光器單管芯片:功率≥10W@50um 條寬，中心波長處于400nm-500nm，工作壽命≥1萬小時(shí)@5W;藍(lán)光激光器光纖合模組:輸出功率≥4000W、中心波長處于400nm~500nm、光纖芯徑≤200um、光纖數(shù)值孔徑≤0.22，8 小時(shí)工作功率穩(wěn)定性≤5%,工作壽命≥1萬小時(shí)。形成不少于 20 臺(tái)的銷售。

關(guān)鍵詞:有色金屬加工，激光直寫，藍(lán)光激光器，氮化嫁

2.2 制造用萬瓦單模光纖激光器（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:針對(duì)制造用光纖激光器的重大需求，探索摻鏡光纖的光致暗化機(jī)制，開發(fā)新型的增益光纖外包層結(jié)構(gòu)，自主研制具有高泵浦光吸收系數(shù)和高非線性閩值的新型大模場增益光纖,研究萬瓦單模工業(yè)光纖激光器及批量穩(wěn)定性制造技術(shù)。研究大功率高脈沖能量光纖輸出激光器所用的增益模塊與高功率隔離器關(guān)鍵技術(shù)，研究大功率脈沖激光器高效散熱、系統(tǒng)集成及激光器整機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)。研究大功率光纖輸出的納秒級(jí)高脈沖能量激光器及批量穩(wěn)定性制造技術(shù)。

考核指標(biāo)：單模連續(xù)工業(yè)光纖激光器：平均功率≥10kW，光束質(zhì)量 M2≤1.3，輸出功率穩(wěn)定性（8 小時(shí)）優(yōu)于±2%，工作壽命≥10000 小時(shí)，實(shí)現(xiàn)銷售≥50 臺(tái)。光纖輸出的納秒級(jí)高脈沖能量激光器：平均功率≥3000W，最大單脈沖能量≥200mJ，脈寬10ns ～ 100ns ， 重 復(fù) 頻 率 1kHz ～ 1MHz ， 光 束 質(zhì) 量 BPP ≤25mm∙mrad，輸出功率穩(wěn)定性（8 小時(shí)）優(yōu)于±2%，工作壽命≥10000 小時(shí)，實(shí)現(xiàn)銷售≥100 臺(tái)。

關(guān)鍵詞:單模，萬瓦，光纖輸出激光器，工業(yè)激光器

2.3 五軸振鏡激光加工模塊與技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:研究高響應(yīng)、高精度振鏡電機(jī)，研究多軸運(yùn)動(dòng)同步控制技術(shù)與五軸振鏡偏轉(zhuǎn)補(bǔ)償控制算法，開發(fā)光機(jī)電集成的五軸掃描振鏡加工頭;研究五軸振鏡光束偏轉(zhuǎn)與平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的協(xié)同加工技術(shù)、錐形結(jié)構(gòu)和微槽微孔的激光加工形性調(diào)控技術(shù);研制飛秒激光五軸振鏡加工裝備與成套工藝。

              

考核指標(biāo)：五軸掃描振鏡加工頭：振鏡重復(fù)精度≤2μrad，加工區(qū)域直徑不小于 1.5mm，Z 軸方向焦點(diǎn)調(diào)節(jié)范圍不小于±1mm，光束傾角范圍不小于±8°，旋進(jìn)頻率最大 350Hz；飛秒激光五軸振鏡加工裝備 1 臺(tái)：重復(fù)精度≤0.5μm，聚合物錐形結(jié)構(gòu)加工體積一致性誤差≤10%、加工面表面粗糙度 Ra≤0.1μm，金屬異形微孔錐度范圍 0°至-2°、錐度精度≤0.1°（以 2mm 厚度考核）；實(shí)現(xiàn)五軸振鏡及加工裝備在智能傳感、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:五軸振鏡，激光加工，錐形結(jié)構(gòu)和微槽微孔

2.4 基于大數(shù)據(jù)的增材制造工藝開發(fā)軟件平臺(tái)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容:研究增材制造數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入技術(shù)，開發(fā)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)分析技術(shù);建立離網(wǎng)/并網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫，開發(fā)基于大數(shù)據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)的增材制造云端智能工藝選擇、自主優(yōu)化及質(zhì)量控制方法;研究基于增材制造裝備全工藝過程的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)智能識(shí)別、自適應(yīng)閉環(huán)調(diào)整、故障診斷檢測、遠(yuǎn)程運(yùn)維等關(guān)鍵技術(shù);開發(fā)大數(shù)據(jù)和信息模型驅(qū)動(dòng)的增材制造工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制軟件。

考核指標(biāo)：大數(shù)據(jù)和信息模型驅(qū)動(dòng)的增材制造工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制軟件：涵蓋不少于 5 種金屬和非金屬增材制造工藝，具有不少于 20 種接口協(xié)議，復(fù)雜模型的幾何和工藝特征識(shí)別及分類時(shí)間小于 20s，具有云端遠(yuǎn)程工藝優(yōu)化功能，同類型工藝—結(jié)構(gòu)首次打印失敗率比現(xiàn)有水平降低 50%以上，工藝研發(fā)效率比現(xiàn)有水平提升 2 倍以上；在航空、航天、車輛等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，建立含不少于 2 萬個(gè)制件制造過程及質(zhì)量信息的數(shù)據(jù)庫；編制數(shù)據(jù)定義、硬件接口規(guī)范、軟件接口協(xié)議、質(zhì)量評(píng)價(jià)等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)≥5項(xiàng)，形成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)并發(fā)布，并立項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn) 1~2 項(xiàng)。

              

關(guān)鍵詞:增材制造，大數(shù)據(jù)，工藝優(yōu)化。

2.5 聲功能結(jié)構(gòu)定制化設(shè)計(jì)軟件與增材制造（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:面向復(fù)雜多約束工業(yè)場景下聲功能結(jié)構(gòu)制造需求，研究增材制造金屬/非金屬復(fù)合特征結(jié)構(gòu)對(duì)聲波吸收與散射的聲振行為及調(diào)控機(jī)理、聲結(jié)構(gòu)模板自匹配填充算法、大型承載一聲控結(jié)構(gòu)增材制造異質(zhì)界面控制及形性調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù);研發(fā)面向增材制造工藝的聲功能結(jié)構(gòu)定制化設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件、增材制造裝備;開展聲功能結(jié)構(gòu)性能與功能評(píng)價(jià)及空氣與水下環(huán)境的應(yīng)用驗(yàn)證。

考核指標(biāo):聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與優(yōu)化一體化軟件 1套，增材制造聲結(jié)構(gòu)模板≥100 套;大型聲結(jié)構(gòu)金屬/非金屬增材制造裝備 1套:成形聲功能結(jié)構(gòu)直徑≥5m、最小特征尺寸≤100um，聲控結(jié)構(gòu)表面粗糙度≤10um，金屬/非金屬界面強(qiáng)度系數(shù)≥0.6; 增材制造聲控結(jié)構(gòu)滿足:針對(duì)空氣介質(zhì)聲控功能構(gòu)件、吸聲系數(shù)≥0.85、工作溫度 ≥150°C，針對(duì)水下介質(zhì)聲控功能構(gòu)件、聲能透射率≤0.1、波束寬度≤15、耐壓≥0.5MPa，實(shí)現(xiàn)工業(yè)裝備、水下裝備等領(lǐng)域應(yīng)用。

              

關(guān)鍵詞:聲功能結(jié)構(gòu)，定制化設(shè)計(jì)，金屬/非金屬增材制造，結(jié)構(gòu)功能一體化。

3 關(guān)鍵技術(shù)與裝備

3.1 多激光粉末床增材制造技術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容: 面向航空航天領(lǐng)域大尺寸復(fù)雜精密構(gòu)件和組件整體化制造重大需求，開展超大幅面鋪粉均勻性、成形倉氣氛循環(huán)控制等技術(shù)研究，攻克超重載運(yùn)動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)協(xié)同控制、20 束以上的多激光時(shí)序一掃描策略協(xié)同控制、多激光成形過程在線質(zhì)量監(jiān)控自診斷智能處理等關(guān)鍵技術(shù)，研制增材制造裝備，建立超大幅面粉末床激光增材制造裝備綜合性能的評(píng)估體系。

   

考核指標(biāo):粉末床激光增材制造裝備:成形尺寸不小于1500mmx1500mmx1000mm，成形激光束≥20 束，成形精度優(yōu)于±0.2mm，多激光拼接精度≤0.05mm，各區(qū)域成形質(zhì)量一致性優(yōu)于5%，成形效率≥500cm3/h，采用自主研發(fā)控制軟件，具備故障分級(jí)自診斷及質(zhì)量在線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)打印全程可追溯，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);成形典型件不少于 5 種，最大單向尺寸≥1300mm，在航空航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)≥5 項(xiàng)。

關(guān)鍵詞:多激光，增材制造，超大尺寸，激光選區(qū)熔化

3.2 多電子束粉末床增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容：針對(duì)大型難焊高溫材料復(fù)雜構(gòu)件的制造需求，開展大功率多電子槍高精度掃描拼接、協(xié)同掃描預(yù)熱與大幅面高溫粉末床溫度場控制、真空高溫環(huán)境粉末鋪放、在線監(jiān)測等技術(shù)研究，突破粉末床熔融全過程溫度和精度保持，熱應(yīng)力控制、裂紋抑制及組織性能一致性控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制增材制造裝備，開發(fā)大尺寸難焊高溫材料復(fù)雜構(gòu)件低應(yīng)力增材制造工藝技術(shù)。

              

考核指標(biāo): 多電子束高溫粉末床熔融增材制造裝備:電子槍數(shù)量≥4臺(tái)，全幅面束斑直徑差異≤5%，成形尺寸≥800mmx800mmx700mm，粉末床高溫區(qū)(≥1000℃)面積≥600mmx600mm、溫度不均勻性≤20°C，多電子槍拼接精度優(yōu)于±0.15mm，成形效率≥300cm3/h,設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000小時(shí);單電子槍功率≥6kW，最小束斑直徑≤200um;實(shí)現(xiàn)使役溫度 900°C以上難焊高溫合金復(fù)雜構(gòu)件制造，水平尺寸>600mmx100mm，高度≥400mm，成形精度優(yōu)于+0.15mm/100mm，900°C及以上高溫持久和疲勞性能相對(duì)于同材料鑄造件提高10%，并在能源動(dòng)力、航空航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:多電子槍，高溫粉末床，電子束粉末床熔融，難焊高溫合金，熱裂紋控制。

3.3半導(dǎo)體材料激光制造技術(shù)與裝備(性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:面向半導(dǎo)體材料微細(xì)結(jié)構(gòu)高精度加工需求，探索激光矢量光場整形作用下的典型半導(dǎo)體材料應(yīng)力、缺陷演化規(guī)律，揭示微細(xì)結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量對(duì)器件性能的影響機(jī)制，攻克矢量光場整形、光束旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)空間姿態(tài)調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，研制半導(dǎo)體材料激光制造裝備，開發(fā)陣列方形微槽、微流道、材料內(nèi)部曲面成型切割等3類精密制造工藝。

   

考核指標(biāo):光束旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)空間姿態(tài)調(diào)控加工頭:加工誤差100mmx100mm,運(yùn)動(dòng)軸定位精度

關(guān)鍵詞:激光微納制造，空間整形，半導(dǎo)體材料，陣列微結(jié)構(gòu)

3.4 高強(qiáng)韌鈦合金增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:開展激光增材制造高強(qiáng)韌鎮(zhèn)合金材料設(shè)計(jì)、激光熔化沉積微區(qū)調(diào)控、多重固態(tài)相變聯(lián)動(dòng)調(diào)控等技術(shù)研究，攻克多束高功率激光大型復(fù)雜合金構(gòu)件制造過程內(nèi)部缺陷抑制和應(yīng)力控制等關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)展大型鐵合金構(gòu)件抗疲勞與高損傷容限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造方法，研制成套激光增材制造裝備。

考核指標(biāo): 大型激光增材制造裝備: 沉積態(tài)壁厚誤差優(yōu)于±0.5mm構(gòu)件變形量小于3mm/1000mm,成形效率不低于10kg/h;設(shè)備平均無故障工作時(shí)間 ≥1500 小時(shí); 成形的大型復(fù)雜構(gòu)件尺寸≥1mxlmx5m，內(nèi)部缺陷達(dá)到銀件超聲檢測AAA 級(jí)水平，疲勞和裂紋擴(kuò)展壽命預(yù)測誤差小于 10%;高強(qiáng)韌鐵合金斷裂韌性不低于110MPa.m1/2，經(jīng)不少于3 批次驗(yàn)證，抗拉強(qiáng)度不低于 920MPa,多批次抗拉強(qiáng)度變異系數(shù)小于 3%;在航空航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證，制定相關(guān)國家、行業(yè)或團(tuán)體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)≥3 項(xiàng)。

關(guān)鍵詞:鐵合金，激光增材制造，高強(qiáng)韌，大型復(fù)雜構(gòu)件

3.5纖維復(fù)合材料增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容: 針對(duì)大型高性能多功能復(fù)合材料構(gòu)件制造需求研究基于增材制造的多功能復(fù)合材料一體化設(shè)計(jì)方法;突破宏微觀多級(jí)界面結(jié)合性能梯度調(diào)控、短/連續(xù)纖維多噴頭分區(qū)域協(xié)同成形、實(shí)時(shí)監(jiān)測與打印參數(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù);研制大型短/連續(xù)纖維復(fù)合增材制造裝備。

考核指標(biāo):大型短/連續(xù)纖維復(fù)合增材制造裝備:成形尺寸≥6mx4mx3m，打印速度≥1.5m/min，制造精度優(yōu)于±0.25mm/m;設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);實(shí)現(xiàn)大型多功能復(fù)合材料短/連續(xù)纖維構(gòu)件增材制造，單向尺寸≥5m，短纖維含量 ≥35wt.%，連續(xù)纖維含量≥60vol.%，層間強(qiáng)度≥245MPa; 功能復(fù)合材料具備自感知、抗沖擊、吸波等功能，在無人機(jī)/無人艇中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:功能復(fù)合材料，短/連續(xù)纖維，增材制造，無人裝備

3.6極薄強(qiáng)韌陶瓷義齒增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:針對(duì)牙齒缺損微創(chuàng)/無創(chuàng)修復(fù)的需求，開展整體強(qiáng)韌、邊緣極薄、粘接面具有圖案化微結(jié)構(gòu)的陶瓷義齒增材制造方法研究。研究面投影光在增材制造過程的全生命周期傳播規(guī)律，光傳播中冗余雜光的過濾機(jī)制，以及光能量傳播與陶瓷光固化反應(yīng)能量的耦合調(diào)控方法;研究打印窗、漿料層與固化層的微力分離技術(shù)，各向異性極薄陶瓷打印件燒結(jié)的非均勻補(bǔ)償技術(shù);研制陶瓷光固化增材制造樣機(jī);開展應(yīng)用驗(yàn)證研究

考核指標(biāo): 建立光傳播能量調(diào)控與光固化反應(yīng)能量閩值的耦合分析理論模型;增材制造義齒的最小特征尺寸≤2um，最薄壁區(qū)域厚度≤10um，最大壁厚差達(dá) 200 倍，撓曲強(qiáng)度≥2950MPa;陶瓷光固化增材制造裝備:成形幅面≥100mmx100mm，單版45顆義齒成形時(shí)間≤8h; 在微創(chuàng)/無創(chuàng)牙齒缺損修復(fù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證，邊緣密合度優(yōu)于30um。

關(guān)鍵詞:陶瓷，微立體光固化，極薄義齒，光能量調(diào)控

3.7 激光微細(xì)制孔與異質(zhì)連接技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:面向航空、航天光學(xué)構(gòu)件一體化制造需求，開展非光學(xué)接觸異質(zhì)界面相變過程與等離子體動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù)研究，攻克大口徑增透構(gòu)件微群孔的脈沖整形高效率復(fù)刻成型、構(gòu)件位姿與超快激光脈沖的同步控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制超快激光制孔與連接裝備與成套工藝。

考核指標(biāo):超快激光制孔與連接的成套裝備:加工尺寸范圍≥500mmx500mmx600mm，增透微結(jié)構(gòu)最小孔徑≤2um，加工精度≤1um，深徑比≥1:1，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);實(shí)現(xiàn)不少于3種材料/結(jié)構(gòu)類型的構(gòu)件制造:口徑≥150mm，單個(gè)構(gòu)件加工時(shí)間≤5h，透射率較基材提升量≥10%，異質(zhì)材料連接強(qiáng)度 ≥130MPa;在航空、航天和光電等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞: 超快激光，微群孔，無膜增透，異質(zhì)連接

  

3.8 功能圖案激光還原制造術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù))

研究內(nèi)容: 面向超大尺寸介質(zhì)表面金屬功能圖案制造需求開展超快激光誘導(dǎo)金屬前驅(qū)體還原過程中的光一熱一還原過程、時(shí)空頻協(xié)同整形超快激光高效精密還原制造新方法等研究，攻克介質(zhì)一金屬界面光致物理嵌合/化學(xué)鍵合控制、多機(jī)路徑規(guī)劃仿真與協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù);發(fā)展視覺協(xié)同的動(dòng)態(tài)接觸力合新策略用于大幅面、微尺度快速掃描成像;研發(fā)多機(jī)協(xié)同超快激光制造裝備。

考核指標(biāo):超快激光多機(jī)協(xié)同制造裝備: 在幅面≥1mx50m的可展收介質(zhì)表面實(shí)現(xiàn)圖案微結(jié)構(gòu)制造，微結(jié)構(gòu)尺寸精度優(yōu)于±10um、單元圖案定位精度≤15um、拼接精度≤0.1mm，單機(jī)直寫速率≥1x108um2/s 且還原效能≥1.5x106um2/ ( Ws)，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);金屬圖案微結(jié)構(gòu)方阻≤0.4/sq，金屬圖案一電介質(zhì)光致結(jié)合強(qiáng)度達(dá)1 級(jí)以上(GB/T 9286 ) 在航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞: 光還原，金屬圖案，介質(zhì)表面，超大尺寸

3.9 熱控/減震功能構(gòu)件增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:面向航天飛行器對(duì)“熱控/減振/承載”功能結(jié)構(gòu)體化構(gòu)件設(shè)計(jì)與制造技術(shù)需求，研究基于宏介觀結(jié)構(gòu)梯度分布的力一熱多目標(biāo)輕合金結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，攻克“介觀一宏觀”跨尺度特征結(jié)構(gòu)的激光模式/束斑尺寸控制、增材制造形性協(xié)同調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，開展跨尺度功能結(jié)構(gòu)“設(shè)計(jì)一制造一評(píng)價(jià)”研究開發(fā)增材制造裝備與成套工藝。

考核指標(biāo):增材制造裝備:微細(xì)特征成形精度優(yōu)于0.05m，宏觀尺寸≥500mmx500mmx1000mm;成形強(qiáng)度≥550MPa，二維導(dǎo)熱強(qiáng)化傳熱區(qū)域溫度均勻性優(yōu)于1°C/200mm，相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)減重≥30%;可承受載荷≥30kN，產(chǎn)生的反沖力≤45kN，吸能能力≥1000J;宏觀膨脹系數(shù)≤0.1ppm/K，減隔振時(shí)域均方根衰減率≥80%;在深空探測、載人登月、衛(wèi)星等航天器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:跨尺度功能結(jié)構(gòu)，多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，增材制造航天器

3.10 微細(xì)復(fù)雜形貌結(jié)構(gòu)激光制造技術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容:面向航空航天、高鐵等領(lǐng)域仿生部件制造需求研究激光高速空間光場合調(diào)控的三維微細(xì)起伏形貌結(jié)構(gòu)成形機(jī)制，建立“高溫脫附、高速減阻、防覆冰”分級(jí)仿生功能結(jié)構(gòu)模型，揭示復(fù)雜形貌結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量對(duì)仿生性能的影響機(jī)制;攻克微觀結(jié)構(gòu)成形過程在線監(jiān)測、高速空間光場耦合調(diào)控、空間結(jié)構(gòu)分層制造算法等關(guān)鍵技術(shù);研制激光制造裝備和成套工藝。

考核指標(biāo):微觀結(jié)構(gòu)成形過程在線監(jiān)測模塊: 時(shí)間分辨率優(yōu)于500fs;高速空間光場耦合調(diào)控模塊: 最大掃描速度≥10rad/s、調(diào)控精度≤300nrad;空間結(jié)構(gòu)分層制造軟件;激光制造裝備:復(fù)雜形貌結(jié)構(gòu)深度起伏范圍 1~500um、表面曲率變化誤差≤5%、最大構(gòu)件尺寸≥300mm;設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);與無表面微結(jié)構(gòu)的構(gòu)件相比，在不同構(gòu)件上分別實(shí)現(xiàn)高溫污染物殘留重量減小≥50%，阻力系數(shù)減少≥15%，-15°C條件下延遲結(jié)冰時(shí)間 >50%;在航空航天、高鐵等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:激光微納制造，仿生功能結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu)分割，高速光場調(diào)控

3.11 仿生異質(zhì)性組織工程半月板增材制造技術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容:針對(duì)半月板損傷修復(fù)的需求，研發(fā)仿生異質(zhì)性組織工程半月板支架設(shè)計(jì)及增材制造絲徑擠出的精確控制方法;研發(fā)可降解組織工程支架增材制造過程在線監(jiān)測及孔隙結(jié)構(gòu)高精度制造技術(shù);研究面向增材制造三維支架的干細(xì)胞精確分區(qū)接種、生長因子分區(qū)釋放、模量分區(qū)調(diào)控和半月板功能重建等仿生異質(zhì)性半月板構(gòu)建技術(shù);開展組織工程仿生半月板體外及大動(dòng)物體內(nèi)驗(yàn)證和評(píng)估，以及半月板支架與干細(xì)胞復(fù)合移植臨床前研究。

考核指標(biāo):建立可降解支架材料擠出絲徑的控制模型;仿生異質(zhì)性半月板支架增材制造設(shè)備:成形尺寸≥100mmx100mmx50mm，成形精度≤±20um，擠出絲徑誤差。

3.12 激光超聲復(fù)合精密制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:研究超聲振動(dòng)等輔助能場作用下單晶合金、陶瓷基材料等激光高效去除機(jī)理,探索激光能場復(fù)合低損傷加工方法攻克多參量精確協(xié)同調(diào)控、軌跡規(guī)劃、精確導(dǎo)航、在線監(jiān)/檢測等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)激光復(fù)合能場自適應(yīng)加工工藝與裝備。

考核指標(biāo):激光復(fù)合能場制造 CAM 軟:具有定位檢測與加工導(dǎo)航功能，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維曲面構(gòu)件的定位一監(jiān)/檢測一加工一體化;激光復(fù)合能場加工裝備 2 套:平均無故障工作時(shí)間≥1000小時(shí);微孔深徑比≥25:1、最小孔徑直徑≤0.3mm、孔側(cè)壁粗糙度 Ra≤0.8um，加工效率優(yōu)于3 分鐘/孔，重鑄層≤1um;復(fù)雜構(gòu)件表面特征結(jié)構(gòu)加工尺寸精度≤5um; 建立相關(guān)工藝規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)在航空航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:激光復(fù)合能場，難加工材料，復(fù)雜構(gòu)件、精確導(dǎo)航

3.13 移動(dòng)式復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境增材制造技術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容: 針對(duì)高原高寒、南海島礁、荒漠戈壁等特殊環(huán)境下裝備現(xiàn)場應(yīng)急救援、損傷搶修的重大需求，研究高效率區(qū)域打印增材制造形性調(diào)控技術(shù)，攻克增材制造微缺陷在線識(shí)別與飛秒激光精準(zhǔn)去除、應(yīng)急保障增材制造復(fù)雜精細(xì)構(gòu)件的分級(jí)評(píng)價(jià)、高效率增材制造方艙的強(qiáng)機(jī)動(dòng)性和強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)與集成等關(guān)鍵技術(shù)，研制增材制造裝備和成套工藝，并在特殊極端環(huán)境開展增材制造方艙系統(tǒng)的應(yīng)用或驗(yàn)證。

考核指標(biāo): 增材制造裝備: 成形效率相比單激光粉末床熔融提升 10倍以上(合金成形效率≥1kg/h),成形精度優(yōu)于0.1mm,缺陷在線去除精度優(yōu)于 50μm，平均無故障時(shí)間≥500 小時(shí);捷方艙:尺寸不大于 7mx2.5mx2.5m，重量不大于6噸(含成形設(shè)備、后處理等)，“機(jī)動(dòng)一工作”狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間≤30 分鐘;形成應(yīng)急保障增材制造合金體系，零件疲勞壽命不低于鍛件的 60%;在航空航天、地面特種裝備維護(hù)保障實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證，并通過 3500米以上高原、南海島礁、高低溫 (-45°C~55°C)等環(huán)境考核驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:應(yīng)急保障，極高效率，金屬增材制造，復(fù)雜環(huán)境

3.14 大尺寸特種陶瓷增材制造技術(shù)與裝備（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容:研究氧化物、碳化物、氮化物等大尺寸特種陶瓷構(gòu)件增材制造的材料組分一工藝一微結(jié)構(gòu)一性能一體化設(shè)計(jì)方法;攻克高粘稠材料光固化及實(shí)時(shí)清理等多工藝復(fù)合成形關(guān)鍵技術(shù)，研制增材制造裝備與成套工藝;建立多層、復(fù)雜內(nèi)腔構(gòu)件的三維結(jié)構(gòu)特征尺寸精度檢測方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

考核指標(biāo):特種陶瓷制造裝備:成形尺寸不小于1000mmx1000mmx500mm，固化效率不小于0.5m2/min，多層陶瓷構(gòu)件產(chǎn)品層數(shù)≥3，最小壁厚≤800um，最小孔徑≤150um，表面粗糙度 Ra≤3um，尺寸精度優(yōu)于±0.15mm，陶瓷構(gòu)件三維測量精度優(yōu)于 10m，平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);成形件高溫變形量≤0.5%(1650°C),斷裂韌性≥10MPa.m1/2，韋伯模數(shù)≥10;實(shí)現(xiàn)大型復(fù)雜特種陶瓷構(gòu)件的制造，最大尺寸≥1000mm，在航空、航天、能源化工等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證，制定相關(guān)國家、行業(yè)或團(tuán)體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)≥5 項(xiàng)。

關(guān)鍵詞:大尺寸，特種陶瓷，增材制造，工藝復(fù)合

3.15 同質(zhì)/異質(zhì)合金復(fù)合材料構(gòu)件激光能焊接技術(shù)與裝備(共性關(guān)鍵技術(shù)類)

研究內(nèi)容:針對(duì)大型鋁基合金同質(zhì)/異質(zhì)構(gòu)件焊接難題，研究大尺寸中厚壁鋁基復(fù)合材料的焊縫增強(qiáng)相顆粒分布控制及勻化技術(shù);攻克多源信號(hào)監(jiān)測一分析一融合一處理的關(guān)鍵技術(shù);開發(fā)反饋調(diào)節(jié)激光能量與填料送入量的一體化智能調(diào)控系統(tǒng);研究基于智能化能一質(zhì)協(xié)同控制的大尺寸中厚壁金屬基復(fù)合材料接頭性能保障技術(shù);建立基于大數(shù)據(jù)的母材一焊縫焊后一體化處理策略;研發(fā)同質(zhì)/異質(zhì)構(gòu)件焊接裝備與成套工藝。

考核指標(biāo):激光智能焊接裝備: 實(shí)現(xiàn)同質(zhì)結(jié)構(gòu)、異質(zhì)結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)鋁合金復(fù)合材料智能化焊接,焊件尺寸≥1m,熔深≥8mm時(shí)，接頭氣孔尺寸≤0.2mm，無焊接裂紋，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000 小時(shí);鋁基復(fù)材同質(zhì)結(jié)構(gòu)接頭彈性模量≥90GPa、接頭強(qiáng)度 ≥350MPa; 鋁基復(fù)材一鋁合金異質(zhì)結(jié)構(gòu)接頭彈性模量≥80GPa、接頭強(qiáng)度≥300MPa; 接頭延伸率均≥4%;相比其他方式，綜合制造效能提升≥30%;在航空航天、汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用或驗(yàn)證。

              

關(guān)鍵詞:鋁基復(fù)合材料，激光焊接。

4 典型應(yīng)用示范

4.1 激光剝片/減薄技術(shù)在電子制造領(lǐng)域的應(yīng)用示范(應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)容:面向第三代半導(dǎo)體晶錠、晶圓高效高精度剝片/減薄加工需求，研究碳化硅等晶體材料激光誘導(dǎo)改質(zhì)層區(qū)域裂紋擴(kuò)展機(jī)制及形成規(guī)律;攻克像差校正的空間整形、內(nèi)部高速切割與同步控制、分片等關(guān)鍵技術(shù):開發(fā)涵蓋化學(xué)機(jī)械研磨的高質(zhì)量低損傷成套制造工藝;研制激光剝片/減薄制造裝備。

考核指標(biāo): 內(nèi)部高速切割與同步控制模塊: 掃描位置精度≤1um;激光剝片/減薄制造裝備: 最大加工直徑≥200mm(碳化硅)最薄剝片/減薄厚度≤100um (碳化硅)，晶圓總厚度偏差≤20um(研磨前)，單片材料總損耗≤80um (研磨后 )，效率≤10 分鐘/片(150mm)，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000小時(shí):在電子制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)示范應(yīng)用。

有關(guān)說明: 由企業(yè)牽頭申報(bào)。亮點(diǎn): 實(shí)現(xiàn)第三代半導(dǎo)體晶錠剝片效率提升3 倍、切口材料耗損降低大于 60%，晶圓產(chǎn)出增加30%?？己朔绞?分別采用激光和線鋸，在生產(chǎn)線上對(duì) 150mm直徑(6寸)、20mm 厚碳化硅晶進(jìn)行剝片測試，對(duì)比剝片效率、材料耗損和晶圓產(chǎn)出。

關(guān)鍵詞:激光剝片，減薄，晶錠，晶圓

4.2 航天發(fā)動(dòng)機(jī)大尺寸薄壁整體構(gòu)件增材制造應(yīng)用示范（應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)容:針對(duì)航天固體、液體、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)高性能大型復(fù)雜構(gòu)件的整體制造需求，開展大型弱剛度多筋構(gòu)件輕量化設(shè)計(jì)及激光增材制造技術(shù)示范應(yīng)用研究，攻克弱剛度約束條件下增材制造和后處理整體構(gòu)件組織性能控制，構(gòu)件抗變形結(jié)構(gòu)優(yōu)化、成形過程應(yīng)力控制等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)弱剛度多筋構(gòu)件的質(zhì)量評(píng)價(jià)與考核驗(yàn)證技術(shù)。

考核指標(biāo):一體化制造零件尺寸最大直徑≥1000mm，最小壁厚≤1.5mm，最大變形量≤1.5mm，非加工表面粗糙度 Ra≤3.2um;相比傳統(tǒng)制造工藝，增材制造構(gòu)件一體化設(shè)計(jì)和制造后，零件數(shù)量減少≥30%，結(jié)構(gòu)剛度提升≥30%，減重≥20%，制造周期縮短≥50%，成本降低≥30%; 構(gòu)件力學(xué)性能達(dá)到同牌號(hào)鍛鑄件標(biāo)準(zhǔn)，力學(xué)性能離散度≤5%;形成航天領(lǐng)域增材制造設(shè)計(jì)、加工、檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不少于 10 項(xiàng);并在 5 種以上航天動(dòng)力裝備構(gòu)件制造上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用示范，不少于 2 種通過熱試車考核。

有關(guān)說明: 由企業(yè)牽頭申報(bào)。亮點(diǎn):實(shí)現(xiàn)尺寸大于 1 米的航天發(fā)動(dòng)機(jī)高性能大型弱剛度復(fù)雜構(gòu)件的高精度整體制造。考核方式:選取航天發(fā)動(dòng)機(jī) 1 米以上典型構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造，分別采用傳統(tǒng)制造方式和增材制造方式進(jìn)行制造工藝設(shè)計(jì)，并采用增材制造對(duì)典型零件進(jìn)行制造，對(duì)比零件全流程制造完成后，采用傳統(tǒng)制造和增材制造流程所制造的零件重量、數(shù)量、制造周期制造成本差異，對(duì)零件性能進(jìn)行測試評(píng)價(jià)，按照裝機(jī)要求進(jìn)行零件力學(xué)性能考核測試。

關(guān)鍵詞:航天動(dòng)力裝備，增材制造，弱剛度復(fù)雜構(gòu)件

4.3 面向快換產(chǎn)的復(fù)雜功能構(gòu)件?；霾闹圃鞈?yīng)用示范(應(yīng)用示范類)

研究內(nèi)容:針對(duì)航天航空等領(lǐng)域高端裝備對(duì)功能構(gòu)件多品種、變批量、短周期規(guī)模化增材制造的迫切需求，攻克成形過程多參量檢測與調(diào)控、功能構(gòu)件快速響應(yīng)批產(chǎn)工藝優(yōu)化、柔性成形艙設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù),研制面向規(guī)模化生產(chǎn)的定制化增材制造設(shè)備構(gòu)建面向規(guī)?；焖夙憫?yīng)生產(chǎn)的高柔性分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。

              

考核指標(biāo): 批量制造的航天航空功能結(jié)構(gòu)產(chǎn)品構(gòu)型種類 ≥15 類，不少于5 類產(chǎn)品通過裝機(jī)考核，不少于1類產(chǎn)品經(jīng)過飛行試驗(yàn)驗(yàn)證，產(chǎn)品裝機(jī)數(shù)量≥1000 件;相比傳統(tǒng)工藝，工藝開發(fā)時(shí)間縮短 ≥50%，制造效率提升≥50%，粉末利用率提升≥30%;定制化增材制造設(shè)備: 構(gòu)件力學(xué)性能偏離度≤3%，尺寸偏差波動(dòng)≤10%，不同零件換產(chǎn)時(shí)間≤2h，平均無故障運(yùn)行時(shí)間≥2000h;分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量≥3 個(gè)，包含增材制造設(shè)備數(shù)量≥50臺(tái)。

有關(guān)說明:由企業(yè)牽頭申報(bào)。亮點(diǎn): 建立國內(nèi)首個(gè)分布式功能結(jié)構(gòu)一體化零件增材制造生產(chǎn)線。考核方式: 選取航天航空飛行器典型關(guān)鍵功能結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行考核測試，按照批產(chǎn)要求進(jìn)行批量化制造，與傳統(tǒng)小批量制造進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比工藝開發(fā)時(shí)間、零件制造效率、力學(xué)性能偏離度、尺寸偏差波動(dòng)等;采用 5 類典型構(gòu)件，在建立的智能生產(chǎn)線上進(jìn)行功能結(jié)構(gòu)零件換產(chǎn)時(shí)間考核。

關(guān)鍵詞:增材制造，快速響應(yīng)，規(guī)?；?，功能結(jié)構(gòu)

4.4 激光熔鍛原位修復(fù)應(yīng)用示范（應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)容: 面向軍民用重大裝備不可拆卸結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場高性能修復(fù)需求，研究原位激光熔鍛修復(fù)層組織、缺陷和應(yīng)力的控制方法，開展復(fù)雜環(huán)境雙激光聯(lián)動(dòng)、激光熔覆沉積與沖擊強(qiáng)化工藝匹配優(yōu)化、原位修復(fù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力重構(gòu)與疲勞壽命評(píng)估等技術(shù)研究，研制移動(dòng)式激光熔鍛修復(fù)裝備。

考核指標(biāo): 移動(dòng)式激光熔鍛原位修復(fù)裝備:雙激光現(xiàn)場光纖傳輸距離≥20m，修復(fù)效率≥300cm/h，設(shè)備現(xiàn)場展開時(shí)間≤2h平均無故障工作時(shí)間≥1000h; 合金、合金鋼等修復(fù)件的表面最大殘余壓應(yīng)力≥屈服強(qiáng)度的30%,與常規(guī)單一激光熔覆修復(fù)相比，疲勞壽命提升≥30%;修復(fù)件應(yīng)力重構(gòu)誤差≤20%，疲勞壽命預(yù)測誤差在 2 倍分散帶以內(nèi);在航空航天、能源動(dòng)力領(lǐng)域現(xiàn)場原位修復(fù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用示范。

有關(guān)說明:由企業(yè)牽頭申報(bào)。亮點(diǎn):研制移動(dòng)式激光熔鍛原位修復(fù)裝備，實(shí)現(xiàn)航空航天、能源動(dòng)力領(lǐng)域不可拆卸或難拆卸構(gòu)件的現(xiàn)場原位修復(fù)?？己朔绞? 在機(jī)場對(duì)飛機(jī)機(jī)體內(nèi)的構(gòu)件進(jìn)行不拆卸修復(fù)，在外場對(duì)石油化工管道進(jìn)行不拆卸修復(fù)，考核修復(fù)效率和設(shè)備現(xiàn)場展開時(shí)間，修復(fù)后，將零件拆卸，對(duì)修復(fù)區(qū)域的疲勞壽命進(jìn)行考核。

關(guān)鍵詞:激光熔鍛，抗疲勞，壽命評(píng)估，不可拆結(jié)構(gòu)原位修復(fù)

4.5 高適配人工膝關(guān)節(jié)增材制造應(yīng)用示范(應(yīng)用示范類)

研究內(nèi)容:面向人口老齡化加劇以及患者對(duì)膝關(guān)節(jié)置換的需求，研究基于 CT 和磁共振多模態(tài)融合的個(gè)性化人工膝關(guān)節(jié)AI輔助快速設(shè)計(jì)、產(chǎn)品與手術(shù)快速虛擬驗(yàn)證等技術(shù)，開發(fā)高適配人工膝關(guān)節(jié)增材制造組織強(qiáng)韌化調(diào)控與評(píng)價(jià)技術(shù)，開展手術(shù)中關(guān)節(jié)適配性、覆蓋率、下肢力線及關(guān)節(jié)功能等醫(yī)工交互驗(yàn)證。

考核指標(biāo):增材制造高適配人工膝關(guān)節(jié)在臨床應(yīng)用中的切骨面覆蓋率>95%，股骨和脛骨假體延伸率>18%，通過 1000 萬次10 赫茲>4000N 加載的疲勞測試;個(gè)性化高適配人工膝關(guān)節(jié)手術(shù)>300 例、標(biāo)準(zhǔn)全膝置換對(duì)照 ≥300 例;發(fā)布個(gè)性化全膝置換臨床路徑、診療專家共識(shí)、手術(shù)操作規(guī)范、快速康復(fù)專家共識(shí):面向增材制造的 AI輔助快速產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品和手術(shù)虛擬驗(yàn)證軟件;制定激光增材制造工藝、個(gè)性化人工膝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)、臨床醫(yī)工交互驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)>5 項(xiàng);增材制造高適配人工膝關(guān)節(jié)獲三類醫(yī)療器械注冊(cè)證。

有關(guān)說明: 由企業(yè)牽頭申報(bào)。亮點(diǎn): 增材制造個(gè)性化高適配人工膝關(guān)節(jié)獲三類醫(yī)療器械注冊(cè)證，并實(shí)現(xiàn)批量臨床手術(shù)應(yīng)用考核方式: 選取典型膝關(guān)節(jié)治療病例，進(jìn)行高適配人工膝關(guān)節(jié)增材制造，對(duì)制造假體進(jìn)行力學(xué)性能測試;通過病歷報(bào)告，臨床手術(shù)報(bào)告對(duì)臨床手術(shù)應(yīng)用進(jìn)行考核驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞:增材制造，全膝人工關(guān)節(jié)，AI 輔助決策

4.6 復(fù)雜型面三維激光智能切割(應(yīng)用示范類，科技型中小企業(yè)項(xiàng)目)

研究內(nèi)容:面向復(fù)雜型面車身覆蓋件精密切割需求，開展切割誤差產(chǎn)生機(jī)理和控制方法研究，攻克新型 8 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)軌跡控制等關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)囊捌豹濱三維光纖激光切割頭及專用控制系統(tǒng)，研制適用于復(fù)雜型面汽車結(jié)構(gòu)件的三維激光切割裝備。

考核指標(biāo):新型8 軸聯(lián)動(dòng) (3+2+1+2)三維光纖激光切割裝備:單機(jī)工作范圍≥6000mmx1500mmx700mm，移動(dòng)軸定位精度≤0.06mm、速度≥110m/min，旋轉(zhuǎn)軸定位精度≤0.02°、速度≥90r/min，切割尺寸精度≤0.06mm/100mm，切口表面粗糙度 Ra≤6.3um，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥1000h;應(yīng)用于復(fù)雜型面車身覆蓋件精密切割。

關(guān)鍵詞: 三維激光切割，復(fù)雜型面切割，車身覆蓋件，運(yùn)動(dòng)軌跡控制

4.7 高深徑比玻璃通孔激光高效制造技術(shù) (應(yīng)用示范類，科技型中小企業(yè)項(xiàng)目)

研究內(nèi)容:面向電子制造和醫(yī)療領(lǐng)域中器件和微系統(tǒng)研制對(duì)小直徑、高深徑比、高質(zhì)量玻璃通孔的高效率制造需求，研究超快激光誘導(dǎo)玻璃改性、變性區(qū)域選擇性化學(xué)刻蝕等方法;開發(fā)超快激光微孔加工時(shí)空整形功能模塊；研制基于飛秒激光誘導(dǎo)變性的玻璃、微晶玻璃微孔刻蝕工藝與裝備。

考核指標(biāo)：超快時(shí)空整形、在線監(jiān)測與同軸對(duì)焦等 2 類關(guān)鍵模塊；超快激光誘導(dǎo)玻璃刻蝕微孔裝備：可制備圓、方孔和不規(guī)則形狀的高密度微孔，最大深徑比≥100:1，最小孔徑≤5μm，錐度 0.1°~30°可控；加工效率≥5000 孔/秒；應(yīng)用于電子制造或醫(yī)療領(lǐng)域，銷售數(shù)量≥20 臺(tái)。

              

關(guān)鍵詞：激光誘導(dǎo)，選擇性蝕刻，玻璃通孔，三維封裝

4.8 飛秒激光加工超高溫光纖壓力傳感器（應(yīng)用示范類，科技型中小企業(yè)項(xiàng)目）

研究內(nèi)容：面向高性能超高溫壓力傳感器的制造需求，開展超高溫藍(lán)寶石光纖微腔、微膜、微表面等的飛秒激光加工研究，攻克飛秒激光加工在線成型和批量加工關(guān)鍵技術(shù)，開展飛秒激光加工超高溫壓力傳感器綜合性能評(píng)估研究。

              

考核指標(biāo)：光纖微腔、微膜、微表面的加工尺寸精度優(yōu)于1μm、表面粗糙度優(yōu)于 Ra0.1μm；光纖壓力傳感器：壓力量程 0~30MPa，準(zhǔn)確度 2%FS，耐加速度沖擊大于 40g；在航空、航天、航海、新能源等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：飛秒激光，難加工材料，壓力傳感器，超高溫

4.9 無支撐粉末床增材制造技術(shù)（應(yīng)用示范類，科技型中小企業(yè)項(xiàng)目）

研究內(nèi)容：針對(duì)傳統(tǒng)激光粉末床熔融增材制造在具有空腔和懸空結(jié)構(gòu)的零件制造時(shí)存在輔助支撐結(jié)構(gòu)多、后處理工藝復(fù)雜等問題，研究低應(yīng)力、無支撐結(jié)構(gòu)的金屬激光粉末床熔融增材制造技術(shù)；研究鋪粉過程對(duì)成形構(gòu)件姿態(tài)的影響機(jī)制、小角度下表面和懸垂面成形控制技術(shù)，發(fā)展無支撐增材制造的質(zhì)量控制技術(shù)；研制無支撐激光粉末床熔融增材制造裝備和成套工藝。

考核指標(biāo)：無支撐激光粉末床熔融增材制造裝備：實(shí)現(xiàn)不小于 200mm×200mm×200mm 復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件制造，成形精度≤±0.1mm；無支撐制造下表面與水平面夾角≤10°，表面粗糙度 Ra≤6.3μm；應(yīng)用于航空或航天等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：粉末床熔融，無支撐，下垂面成形，熱應(yīng)力控制

“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)2023年度項(xiàng)目申報(bào)指南形式審查條件要求

申報(bào)項(xiàng)目須符合以下形式審查條件要求。

1. 推薦程序和填寫要求

（1）由指南規(guī)定的推薦單位在規(guī)定時(shí)間內(nèi)出具推薦函。

（2）申報(bào)單位同一項(xiàng)目須通過單個(gè)推薦單位申報(bào)，不得多頭申報(bào)和重復(fù)申報(bào)。

（3）項(xiàng)目申報(bào)書（包括預(yù)申報(bào)書和正式申報(bào)書，下同）內(nèi)容與申報(bào)的指南方向相符。

（4）項(xiàng)目申報(bào)書及附件按格式要求填寫完整。

              

2. 申報(bào)人應(yīng)具備的資格條件

              

（1）項(xiàng)目（課題）負(fù)責(zé)人應(yīng)為 1963 年 1 月 1 日以后出生，具有高級(jí)職稱或博士學(xué)位。

（2）青年科學(xué)家項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)具有高級(jí)職稱或博士學(xué)位，男性應(yīng)為 38 周歲以下（1985 年 1 月 1 日以后出生），女性應(yīng)為 40周歲以下（1983 年 1 月 1 日以后出生）。

原則上團(tuán)隊(duì)其他參與人員年齡要求同上。

（3）受聘于內(nèi)地單位的外籍科學(xué)家及港、澳、臺(tái)地區(qū)科學(xué)家可作為項(xiàng)目（課題）負(fù)責(zé)人，全職受聘人員須由內(nèi)地聘用單位提供全職聘用的有效材料，非全職受聘人員須由雙方單位同時(shí)提供聘用的有效材料，并作為項(xiàng)目預(yù)申報(bào)材料一并提交。

（4）參與重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案或本年度項(xiàng)目指南編制的專家，原則上不能申報(bào)該重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目（課題）。      

（5）誠信狀況良好，無在懲戒執(zhí)行期內(nèi)的科研嚴(yán)重失信行為記錄和相關(guān)社會(huì)領(lǐng)域信用“黑名單”記錄。

（6）中央和地方各級(jí)國家機(jī)關(guān)的公務(wù)人員（包括行使科技計(jì)劃管理職能的其他人員）不得申報(bào)項(xiàng)目（課題）。

（7）項(xiàng)目申報(bào)人員滿足申報(bào)查重要求。

              

3. 申報(bào)單位應(yīng)具備的資格條件

              

（1）在中國大陸境內(nèi)登記注冊(cè)的科研院所、高等學(xué)校和企業(yè)等法人單位。

國家機(jī)關(guān)不得作為申報(bào)單位進(jìn)行申報(bào)。

（2）注冊(cè)時(shí)間在 2022 年 6 月 30 日前。

（3）誠信狀況良好，無在懲戒執(zhí)行期內(nèi)的科研嚴(yán)重失信行為記錄和相關(guān)社會(huì)領(lǐng)域信用“黑名單”記錄。

4. 本重點(diǎn)專項(xiàng)指南規(guī)定的其他形式審查條件要求青年科學(xué)家項(xiàng)目不再下設(shè)課題，項(xiàng)目參與單位總數(shù)不超過 3 家。