2022年3月6日，科技部印發(fā)了“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)2022年度項(xiàng)目申報(bào)指南(征求意見稿)，與之前發(fā)布的重點(diǎn)專項(xiàng)一樣，依然將增材制造與激光制造合為一個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)，2022年度項(xiàng)目共包含四個(gè)大的方向，共計(jì)28個(gè)項(xiàng)目，其中有19個(gè)項(xiàng)目涉及到增材制造技術(shù)（標(biāo)紅）。涵蓋基礎(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。所有項(xiàng)目的組織方式建議均為：公開競爭。

以下是“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)2022年度項(xiàng)目申報(bào)指南（征求意見稿）的全文（文末可下載），其中涉及到增材制造（3D打?。┑捻?xiàng)目我們使用紅色標(biāo)注。從項(xiàng)目的需求來看，均屬于3D打印行業(yè)前沿、尖端的技術(shù)研究方向。在一定程度上印證了，我國已經(jīng)具備常規(guī)的增材制造技術(shù)，正在向更加高精尖的方向努力。

“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“增材制造與激光制造”

重點(diǎn)專項(xiàng)2022年度項(xiàng)目申報(bào)指南

(征求意見稿)

1. 基礎(chǔ)理論和前沿技術(shù)

1.1 跨尺度自潤滑復(fù)合結(jié)構(gòu)增材制造

研究內(nèi)容：針對(duì)我國航空航天和高端裝備對(duì)高度集成、精準(zhǔn)按需潤滑以及潤滑異形件的設(shè)計(jì)與制造需求，開展復(fù)合潤滑功能組件整體化增材制造研究，研究增材制造專用自潤滑功能材料設(shè)計(jì)制備、跨尺度潤滑功能結(jié)構(gòu)、尺寸突變異形構(gòu)件一體化精密制造關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)面向增材制造的自潤滑復(fù)合材料體系，探索精準(zhǔn)按需潤滑結(jié)構(gòu)增材制造新原理、新工藝，研究面向增材制造的可控自潤滑表界面材料精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與構(gòu)筑新方法，建立跨尺度增材制造平臺(tái)，發(fā)展?jié)櫥δ軠?zhǔn)確定制化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與一體化制造技術(shù)。

考核指標(biāo)：形成不少于2 類適用于增材制造的自潤滑復(fù)合材料體系，使用溫度≥150℃，載荷≥100N，摩擦系數(shù)≤0.05，磨損率≤5×10-5mm3/Nm；研制跨尺度自潤滑復(fù)合結(jié)構(gòu)增材制造裝備，最大成形尺寸不小于600mm×600mm×600mm；實(shí)現(xiàn)0.5μm~500mm 范圍內(nèi)跨尺度自潤滑復(fù)合結(jié)構(gòu)的可編程設(shè)計(jì)與一體化增材制造，復(fù)合結(jié)構(gòu)孔隙率≤1%，體積收縮率≤5%，拉伸強(qiáng)度≥100MPa，斷裂韌性≥5MPa·m1/2；在航空、航天、核等不少于3 個(gè)領(lǐng)域通過功能應(yīng)用驗(yàn)證，相比傳統(tǒng)制造組件，裝配件數(shù)量減少50%，減重30%，制造周期縮短20%。

組織方式建議：公開競爭

1.2 飛秒激光-電化學(xué)復(fù)合微納增材制造

研究內(nèi)容：針對(duì)三維復(fù)雜金屬微納結(jié)構(gòu)的飛秒激光輔助定域電化學(xué)增材制造，探索微結(jié)構(gòu)無掩膜激光-電化學(xué)雙耦作用定向誘導(dǎo)粒子原位增材制造機(jī)理，研究飛秒激光誘導(dǎo)下定域電化學(xué)沉積組織-結(jié)構(gòu)-功能一體化微納制造新方法，研究激光-電化學(xué)復(fù)合能場亞微米復(fù)雜構(gòu)型和微米功能結(jié)構(gòu)陣列制造、納米體元與微米構(gòu)型精準(zhǔn)調(diào)控等技術(shù)。

考核指標(biāo)：建立模擬仿真模型1 套；實(shí)現(xiàn)三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)微細(xì)金屬構(gòu)件制造：金屬純度≥99.5%，體積沉積率≥10μm3/s；在微米尺度曲面上實(shí)現(xiàn)深寬比≥500 的微細(xì)結(jié)構(gòu)，與底面的過渡圓弧半徑≤2μm；復(fù)雜微結(jié)構(gòu)陣列面積≥2mm2，陣列中單體結(jié)構(gòu)尺寸精度≤300nm。

組織方式建議：公開競爭

1.3 材料組分三維精確可控的粉末床熔融金屬增材制造

研究內(nèi)容：研發(fā)面向粉末床熔融增材制造的在線多組分材料精確添加技術(shù)，研究材料組分三維可控的非均質(zhì)粉末床熔融增材制造工藝特性、材料原位冶金行為、材料梯度/界面行為和組織性能演化規(guī)律，明晰非均質(zhì)材料構(gòu)件成形過程中的應(yīng)力-形變演化規(guī)律，建立非均質(zhì)材料梯度/界面行為、組織與性能協(xié)同調(diào)控方法，研發(fā)材料成分過渡區(qū)間精確調(diào)控和后續(xù)熱處理等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)材料組分三維精確可控構(gòu)件的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、制造及評(píng)價(jià)。

考核指標(biāo)：研發(fā)出材料組分三維精確可控的非均質(zhì)粉末床熔融增材制造裝備；可實(shí)現(xiàn)不少于4 種材料組分的獨(dú)立精確可控添加，材料過渡區(qū)間可在0.1mm~10mm 范圍內(nèi)沿任意三維方向精確可調(diào)，材料組分變化區(qū)域位置控制精度±0.3mm；成形結(jié)構(gòu)最大尺寸≥250mm，構(gòu)件成形精度達(dá)±0.2mm，表面粗糙度≤Ra6.3μm；完成不少于3 類具有材料三維精確分布的金屬復(fù)雜精密構(gòu)件的設(shè)計(jì)與制造,關(guān)鍵性能/功能指標(biāo)提升≥30%。

組織方式建議：公開競爭

1.4 柔性光電器件的激光光場調(diào)控微納制造

研究內(nèi)容：面向柔性光電器件中的關(guān)鍵微納結(jié)構(gòu)，研究激光時(shí)域/空域/頻域光場調(diào)控方法，探索激光調(diào)控光場與柔性光子器件材料相互作用的新現(xiàn)象與新效應(yīng)，研究激光遠(yuǎn)場與微腔等近場光學(xué)效應(yīng)結(jié)合的宏微納跨尺度無掩膜加工新技術(shù)，研制遠(yuǎn)場-近場復(fù)合光場的無掩膜高效激光微納制造裝備。

考核指標(biāo)：建立空間跨尺度復(fù)合光場調(diào)控模型；實(shí)現(xiàn)跨越7 個(gè)數(shù)量級(jí)以上的宏微納多級(jí)結(jié)構(gòu)制造，線寬優(yōu)于80nm；單次曝光加工面積>25cm2、單次曝光微納結(jié)構(gòu)單元數(shù)量超過2 百萬個(gè)、拼接面積>100cm2；面向可穿戴定向光源、光電探測(cè)、光學(xué)傳感等混合集成柔性光電器件，實(shí)現(xiàn)1~3 項(xiàng)重大應(yīng)用。

組織方式建議：公開競爭

1.5 異質(zhì)仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及一體化增材制造

研究內(nèi)容：探索仿生結(jié)構(gòu)中材料/結(jié)構(gòu)的多重耦合行為與機(jī)制，研究與高效減振、智能變形、損傷自修復(fù)等功能需求匹配的仿生結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方法，揭示基于異質(zhì)材料增材制造的仿生功能模塊化調(diào)控規(guī)律，發(fā)展功能模塊化構(gòu)件的多維度、多尺度和異質(zhì)材料的仿生設(shè)計(jì)技術(shù)；研究異質(zhì)材料體系下模塊化仿生構(gòu)件的一體化增材制造關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)面向增材制造的宏微構(gòu)型-異質(zhì)材料仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、仿真與工藝規(guī)劃平臺(tái)，發(fā)展多場復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下增材制造宏微構(gòu)型-異質(zhì)材料仿生構(gòu)件的性能評(píng)價(jià)技術(shù)。

考核指標(biāo)：建立基于異質(zhì)材料一體化增材制造的功能集成仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)，損耗因子、結(jié)構(gòu)變形量和損傷修復(fù)量等功能指標(biāo)提升30%以上，異質(zhì)界面強(qiáng)度不低于母材的70%，成形精度優(yōu)于±0.2/100mm；建立一套仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，仿生單元庫包含不少于10 種構(gòu)型種類，復(fù)合界面庫包含不少于5 種界面種類，不少于5 種仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模板；實(shí)現(xiàn)基于鈦合金、鎳鈦合金等異質(zhì)材料的仿生結(jié)構(gòu)一體化制造；制定不少于2 件仿生設(shè)計(jì)的國際或國家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)仿生構(gòu)件在不少于2 個(gè)領(lǐng)域（航天、海洋等）的應(yīng)用驗(yàn)證，損傷自修復(fù)、智能變形等功能。

組織方式建議：公開競爭

1.6 功能化活性心肌組織增材制造

研究內(nèi)容：針對(duì)心肌組織損傷治療，開展活性心肌組織高精度增材制造及其功能再生方法研究。研究功能化活性心肌組織復(fù)雜微結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的仿生設(shè)計(jì)方法；研究具有電傳導(dǎo)能力的活性心肌組織增材制造新原理與新工藝；研究增材制造活性心肌組織的體外三維定向排布生長與高頻同步跳動(dòng)方法，以及體外活性心肌組織電信號(hào)特征與其生物功能的作用關(guān)系；研究大型動(dòng)物大面積心肌病變?nèi)睋p修復(fù)的考核評(píng)價(jià)方法。

考核指標(biāo)：功能化活性心肌組織打印過程滿足活性植入物的安全標(biāo)準(zhǔn)，最小打印尺寸≤30μm，細(xì)胞活性≥90%，細(xì)胞密度≥2×107 個(gè)/mL；增材制造心肌組織力學(xué)與天然心肌跳動(dòng)變形相匹配，可體外連續(xù)成活≥10 天，實(shí)現(xiàn)大面積同步跳動(dòng)頻率≥100 次/分鐘；開展大型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)≥20 例，可修復(fù)心肌病變區(qū)域30mm×20mm，活性心肌厚度≥2mm，可與宿主心肌組織融合生長。

組織方式建議：公開競爭

1.7 面向前沿探索制造新原理（青年科學(xué)家）

研究內(nèi)容：針對(duì)新能源、新材料等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域重大需求，重點(diǎn)開展難熔金屬材料增材制造、超快激光制造中光子-電子-晶格相互作用觀測(cè)與調(diào)控、噴墨共形打印、復(fù)合制造、仿生功能制造等前沿制造新原理新方法研究。

考核指標(biāo)：青年科學(xué)家項(xiàng)目可參考指南支持方向組織項(xiàng)目申報(bào)，但不受研究內(nèi)容和考核指標(biāo)限制。

組織方式建議：公開競爭

2. 核心功能部件

2.1 激光粉末床熔融增材制造在線監(jiān)控與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)

研究內(nèi)容：研究合金成分、跨尺度微觀組織/缺陷、應(yīng)力/形變狀態(tài)與激光粉末床熔融增材制造過程特征信息的相互關(guān)系；研究增材制造熔池動(dòng)態(tài)行為、非均質(zhì)宏/微觀組織特征的多物理場在線監(jiān)測(cè)方法和在線質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)體系，研發(fā)粉末狀態(tài)快速準(zhǔn)確識(shí)別與分類、熔池信息特征提取及質(zhì)量預(yù)判、逐層熔凝區(qū)域組織/缺陷識(shí)別和輪廓變形分析等關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展基于在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的多信息融合及高效率深度學(xué)習(xí)模型，明晰工藝參數(shù)-特征信息-制造質(zhì)量關(guān)聯(lián)關(guān)系，研發(fā)高效在線質(zhì)量評(píng)價(jià)、特征識(shí)別與參數(shù)控制方法。

考核指標(biāo)：針對(duì)激光粉末床熔融增材制造開發(fā)≥3 種在線監(jiān)控模塊，可在線識(shí)別10 類以上非正常制造狀態(tài)特征；建立高效率監(jiān)控和評(píng)價(jià)算法模型，鋪粉缺陷識(shí)別準(zhǔn)確率≥90%，漏檢率≤5%，制造過程熔池溫度監(jiān)測(cè)精度高于±5%，鋪粉缺陷與故障響應(yīng)100%；建立規(guī)?！?0TB，涵蓋工藝屬性數(shù)據(jù)≥10類、過程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)≥6 類、標(biāo)記質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)≥6 類的共享數(shù)據(jù)庫，開放數(shù)據(jù)下載利用率≥80%；在不少于25 家企業(yè)（≥400臺(tái)粉末床熔融增材制造裝備）實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證，制定激光粉末床熔融在線監(jiān)控與質(zhì)量評(píng)價(jià)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)≥10 份。

組織方式建議：公開競爭

2.2 大型復(fù)雜件制造過程在線檢測(cè)與智能調(diào)控技術(shù)

研究內(nèi)容：面向重大裝備的高性能焊接與增材制造，研究大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造過程中的在線三維形貌及變形的跨尺度光學(xué)測(cè)量技術(shù)、制件與制造加工頭的多自由度位姿測(cè)量技術(shù)；研究制造過程中熔池特征尺寸和溫度場表征、制造缺陷非接觸式在線檢測(cè)技術(shù)；研發(fā)從微觀位錯(cuò)演化到宏觀結(jié)構(gòu)件變形失效的跨尺度增材制造熱力模擬預(yù)測(cè)技術(shù)和方法；揭示制造工藝與位錯(cuò)-晶界多級(jí)微結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)變形和制造缺陷的關(guān)聯(lián)關(guān)系；研究面向大型結(jié)構(gòu)的表面形貌、結(jié)構(gòu)變形、構(gòu)件溫度和制造缺陷等成形質(zhì)量自適應(yīng)閉環(huán)控制系統(tǒng)與裝備。

考核指標(biāo)：研發(fā)出大型結(jié)構(gòu)件焊接和增材制造過程中的多物理場在線檢測(cè)和智能調(diào)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)6 種以上光束模式自適應(yīng)調(diào)控，工況環(huán)境下制造過程實(shí)時(shí)三維形貌與變形測(cè)量精度80μm/m；熔池特征尺寸檢測(cè)精度20μm，溫度場測(cè)量精度達(dá)到±1%，增材制造構(gòu)件缺陷在線檢測(cè)分辨率90μm；研發(fā)出增材制造多尺度模擬預(yù)測(cè)軟件，可實(shí)現(xiàn)百納米至米級(jí)跨尺度仿真預(yù)測(cè)；制定大型構(gòu)件制造在線檢測(cè)與智能調(diào)控規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)10 項(xiàng)，應(yīng)用于激光電弧復(fù)合焊接、電弧增材制造等2 種以上設(shè)備，并

在艦船、特種車輛、建筑等領(lǐng)域3 類以上8m 級(jí)結(jié)構(gòu)件增材制造、3 類以上8m 級(jí)結(jié)構(gòu)件焊接中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證。

組織方式建議：公開競爭

2.3 增材制造構(gòu)件長壽命服役行為表征與調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)

研究內(nèi)容：研究增材制造構(gòu)件在高溫環(huán)境與復(fù)雜應(yīng)力條件下的長壽命服役性能表征方法，典型增材制造構(gòu)件/材料長壽命試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與疲勞數(shù)據(jù)庫；研究增材制造構(gòu)件微結(jié)構(gòu)/缺陷與長壽命服役行為的關(guān)聯(lián)機(jī)制，制造工藝-微結(jié)構(gòu)/缺陷-服役性能的映射關(guān)系；研究提高服役壽命的增材制造缺陷/微結(jié)構(gòu)在線調(diào)控技術(shù)，發(fā)展高服役性能構(gòu)件增材制造工藝的優(yōu)化方法；研究增材制造構(gòu)件長壽命疲勞的評(píng)估技術(shù)。

考核指標(biāo)：建立可應(yīng)用于復(fù)雜服役環(huán)境增材制造構(gòu)件材料的長壽命疲勞試驗(yàn)方法與裝備，可實(shí)現(xiàn)最高測(cè)試溫度≥1200℃，應(yīng)力加載類型≥4 種，≥1010 周次的壽命測(cè)試；建立復(fù)雜服役環(huán)境下不少于5 種典型增材制造構(gòu)件/材料的疲勞性能數(shù)據(jù)庫；基于調(diào)控使增材制造典型構(gòu)件增壽幅度≥100%；形成帶有缺陷的構(gòu)件長壽命疲勞強(qiáng)度評(píng)估方法，預(yù)測(cè)誤差≤10%；在航空、車輛、軌道交通等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證，制定增材制造長壽命服役行為表征與調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)≥5 項(xiàng)。

組織方式建議：公開競爭

2.4 制造用高性能高功率飛秒激光器

研究內(nèi)容：探索飛秒激光產(chǎn)生、放大、線性和非線性調(diào)控過程的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，以及高功率大能量飛秒激光放大時(shí)由于增益導(dǎo)致的脈沖寬度劣化機(jī)制；攻克高單脈沖能量飛秒激光熱管理、模式控制、高效率長壽命飛秒頻率轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵技術(shù)，研究倍頻產(chǎn)生高功率紫外飛秒激光參量的穩(wěn)定控制及優(yōu)化技術(shù)，開展高功率大能量飛秒激光器模塊化設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成技術(shù)研究。

考核指標(biāo)：紅外與紫外飛秒激光脈沖寬度≤500fs；紅外輸出平均功率≥200W 且穩(wěn)定性<1%（100 小時(shí)內(nèi)的均方根誤差），最大單脈沖能量≥2mJ；紫外輸出平均功率≥30W 且穩(wěn)定性<2%（100 小時(shí)內(nèi)的均方根誤差），最大單脈沖能量≥300μJ；實(shí)現(xiàn)制造用高功率飛秒激光器銷售≥100 臺(tái)。

組織方式建議：公開競爭

2.5 制造用高性能高功率皮秒激光器

研究內(nèi)容：開展皮秒激光增益分布優(yōu)化、模式控制機(jī)制和有效熱管理等技術(shù)研究，攻克均勻泵浦、長壽命皮秒鎖模及非線性抑制等關(guān)鍵技術(shù)，研究倍頻轉(zhuǎn)化效率提升、紫外皮秒激光光束質(zhì)量控制及延壽等技術(shù)，研制高穩(wěn)定性高功率紅外、紫外皮秒激光器產(chǎn)品。

考核指標(biāo)：紅外皮秒激光器：平均功率≥1000W，最大單脈沖能量≥25mJ，脈沖寬度≤10ps；紫外皮秒激光器：平均功率≥50W，單脈沖能量≥0.5mJ，脈沖寬度≤10ps，實(shí)現(xiàn)倍頻晶體壽命≥2000 小時(shí)的穩(wěn)定工作，實(shí)現(xiàn)100 套高功率皮秒激光器生產(chǎn)銷售。

組織方式建議：公開競爭

3. 關(guān)鍵技術(shù)與裝備

3.1 非均質(zhì)材料飛秒激光制造技術(shù)與裝備

研究內(nèi)容：面向復(fù)雜構(gòu)件涉及的復(fù)合、多層膜、多孔等非均質(zhì)材料的高性能加工共性需求，建立飛秒激光加工過程中光子能量吸收、電子狀態(tài)變化、等離子體噴發(fā)、成形成性等多尺度連續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)；從電子層面研究飛秒激光時(shí)/空/頻域協(xié)同整形的非均質(zhì)材料加工新方法，突破損傷控制、選擇性加工等關(guān)鍵工藝技術(shù)，研發(fā)飛秒激光跨尺度柔性加工裝備和三維復(fù)雜構(gòu)件微細(xì)加工裝備。

考核指標(biāo)：多尺度連續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)：跨越15 個(gè)時(shí)間數(shù)量級(jí)，峰值幀速率≥5000 億幀/秒，連續(xù)觀測(cè)圖像序列≥6 幀/次；跨尺度柔性加工裝備：復(fù)合材料切割/制孔損傷程度較傳統(tǒng)加工降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，可加工尺度覆蓋100μm~5m；三維復(fù)雜構(gòu)件微細(xì)加工裝備：多孔材料微錐加工錐頂銳度曲率半徑≤10μm。在大型衛(wèi)星天線及太陽翼機(jī)構(gòu)、慣性導(dǎo)航、微小衛(wèi)星空間推進(jìn)系統(tǒng)等關(guān)鍵構(gòu)件上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證。

組織方式建議：公開競爭

3.2 陶瓷多材料連續(xù)成形光固化增材制造技術(shù)與裝備

研究內(nèi)容：研究高固含量/低粘度陶瓷打印漿料流變機(jī)理與穩(wěn)定性優(yōu)化方法，攻克陶瓷光固化增材制造精度光散射調(diào)控技術(shù)。研發(fā)陶瓷多材料連續(xù)成形光固化增材制造技術(shù)與裝備，開展高效加工策略與成形效能評(píng)估研究，開發(fā)材料-工藝-裝備全鏈條性能評(píng)價(jià)方法。

考核指標(biāo)：研發(fā)高固含量/低粘度陶瓷漿料及多材料連續(xù)成形光固化增材制造裝備，陶瓷漿料固含量≥60%，粘度≤5Pas，實(shí)現(xiàn)≥3 種陶瓷材料的一體化增材制造；增材制造多材料構(gòu)件的尺寸≥150mm×100mm×300mm，最小典型結(jié)構(gòu)特征尺寸精度≤±0.1mm，增材制造效率≥60cm3/h；增材制造多材料陶瓷的斷裂韌性≥10MPa·m1/2；不少于3 種增材制造多材料陶瓷制品在生物醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用驗(yàn)證，制定陶瓷多材料連續(xù)成形光固化增材制造的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)2 項(xiàng)。

組織方式建議：公開競爭

3.3 大能量高重頻脈沖激光智能清洗技術(shù)與裝備

研究內(nèi)容：研究納秒脈沖能量輸出能力提升的新方法，開展大能量高重頻脈沖激光光束控制、模式調(diào)控、高功率關(guān)

斷和多級(jí)放大等技術(shù)研究；揭示大能量納秒脈沖激光高效高質(zhì)清洗機(jī)制，攻克基于機(jī)器視覺的精確定位、智能選區(qū)、殘留物快速識(shí)別、復(fù)雜曲面路徑智能規(guī)劃、雙光束聯(lián)動(dòng)無縫無重疊拼接等關(guān)鍵技術(shù)，研制具備復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)高效循環(huán)作業(yè)的激光智能化清洗成套工藝與裝備。

考核指標(biāo)：納秒激光器：平均功率≥2kW，單脈沖能量≥0.5J，脈沖寬度≤100ns，光束質(zhì)量≤30mm·mrad。激光清洗裝備：單層清洗厚度≥50μm，清洗效率≥80m2/h，清洗殘留物自動(dòng)識(shí)別時(shí)間（以復(fù)雜曲面構(gòu)件、表面積>5m2 為考核）≤60s，定位精度≤0.02mm，識(shí)別率≥90%，在航空領(lǐng)域清洗方面實(shí)現(xiàn)典型應(yīng)用。

組織方式建議：公開競爭

3.4 薄壁弱剛性構(gòu)件激光電解復(fù)合高效銑削加工技術(shù)與裝備

研究內(nèi)容：針對(duì)薄壁弱剛性整體復(fù)雜構(gòu)件制造瓶頸，研究氣液環(huán)境下激光束流作用過程、超高電流密度電化學(xué)加工材料去除機(jī)制及成形規(guī)律；研究激光-電解復(fù)合銑削制造新方法，攻克復(fù)合能量場形性調(diào)控、束流流域設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)；研制大型構(gòu)件激光-電解復(fù)合銑削加工裝備。

考核指標(biāo)：研制激光電解復(fù)合銑削加工裝備：行程≥1500mm×1500mm×800mm，加工構(gòu)件單方向尺寸≥1000mm，最薄壁厚≤1.5mm，表面粗糙度Ra1.6μm，材料去除效率較機(jī)械銑削方法提高1 倍以上（以尺寸精度優(yōu)于±0.1mm 考核），加工成本降低50%以上；建立典型薄壁弱剛性整體構(gòu)件的激光電解復(fù)合加工工藝規(guī)范；在航空航天等領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

組織方式建議：公開競爭

3.5 結(jié)構(gòu)功能部件飛秒激光精密制造技術(shù)與裝備

研究內(nèi)容：針對(duì)航空航天等領(lǐng)域結(jié)構(gòu)功能一體化部件精密制造的需求，揭示飛秒激光光束運(yùn)動(dòng)參量調(diào)控的微結(jié)構(gòu)控形控性制造機(jī)制，研究制造結(jié)構(gòu)的幾何特征、質(zhì)量對(duì)部件功能和服役性能的映射關(guān)系；發(fā)展“壓敏、密封、潤滑”等功能部件飛秒激光制造方法，攻克激光脈沖三維整形、內(nèi)腔光束運(yùn)動(dòng)姿態(tài)參量控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制飛秒激光制造成套工藝與裝備。

考核指標(biāo)：研制三維空間整形、內(nèi)腔潤滑結(jié)構(gòu)飛秒激光加工頭2 類關(guān)鍵模塊；研制結(jié)構(gòu)功能一體化部件的飛秒激光精密制造裝備：實(shí)現(xiàn)3 類結(jié)構(gòu)功能一體化部件的精密制造；壓敏結(jié)構(gòu)的加工深度尺寸誤差≤2μm、密封/潤滑微結(jié)構(gòu)尺寸誤差≤2μm；壓敏元件的壓力響應(yīng)偏差縮小至6%~7%、密封產(chǎn)品成型合格率提高至90%、潤滑產(chǎn)品摩擦系數(shù)降低20%；實(shí)現(xiàn)在火箭等裝備中的典型應(yīng)用。

組織方式建議：公開競爭

3.6 海洋裝備水下原位高效增材修復(fù)技術(shù)與裝備

研究內(nèi)容：針對(duì)海洋裝備在服役過程中的修復(fù)需求，研究適用于水下原位增材修復(fù)的專用材料；研發(fā)復(fù)雜水下環(huán)境空間重構(gòu)、姿態(tài)感知和損傷區(qū)域快速三維測(cè)量技術(shù)與裝備；研發(fā)水下空間約束環(huán)境下的增材修復(fù)過程規(guī)劃、組織性能調(diào)控、修復(fù)部位服役性能預(yù)測(cè)等技術(shù)；研究應(yīng)急響應(yīng)條件下的水下結(jié)構(gòu)可修復(fù)性評(píng)價(jià)和修復(fù)方案智能決策方法；研發(fā)水下現(xiàn)場環(huán)境修復(fù)工藝和裝備。

考核指標(biāo)：建立現(xiàn)場作業(yè)要求的水下增材修復(fù)成套裝備，可實(shí)現(xiàn)≥10 米水深狀態(tài)下的現(xiàn)場修復(fù)，作業(yè)區(qū)域≥1m2，具備空間曲面修復(fù)能力；損傷區(qū)域三維建模精度≤±0.2mm，增材修復(fù)效率≥300cm3/h；研發(fā)≥3 種水下增材修復(fù)專用材料，水下修復(fù)部位抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性及耐腐蝕性能≥原件性能的90%；制定水下增材修復(fù)工藝及評(píng)價(jià)規(guī)范2 項(xiàng)；在艦船或海工裝備中應(yīng)用驗(yàn)證。

組織方式建議：公開競爭

3.7 大型點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)無支撐高效增材制造技術(shù)與裝備

研究內(nèi)容：研究面向增材制造的多功能大型點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)；研究點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的無支撐高效增材制造、高性能連接、多層點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)制造、結(jié)構(gòu)變形控制等關(guān)鍵技術(shù)；研究大型點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的無損檢測(cè)技術(shù)；研發(fā)規(guī)?；统杀靖咝г霾闹圃煅b備。

考核指標(biāo)：研制大型點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)多弧并行增材制造裝備，打印頭數(shù)量≥40 個(gè)，沉積效率≥5000cm3/h；點(diǎn)陣整體結(jié)構(gòu)尺寸≥10m×4m×3m，點(diǎn)陣規(guī)?！?04 量級(jí)，結(jié)構(gòu)變形量≤2mm/m；增材制造材料力學(xué)性能與鍛造材料相當(dāng)；在船舶、車輛等裝備中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證，滿足抗爆、抑振、降噪等需求，功能指標(biāo)提升≥30%，減重≥30%；制定大型點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與增材制造的軟件、工藝、檢測(cè)和裝備等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

組織方式建議：公開競爭

3.8 大幅面纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料增材制造技術(shù)與裝備

研究內(nèi)容：研究面向大型纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件的多絲束擠出增材制造成形機(jī)理及翹曲變形行為，發(fā)展大型纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件設(shè)計(jì)方法，攻克大型纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料增材制造的路徑優(yōu)化、多材料性能匹配、多工藝參數(shù)匹配、界面結(jié)合優(yōu)化、成形精度控制等關(guān)鍵技術(shù)；研究增材制造復(fù)合材料構(gòu)件非降級(jí)回收再制造技術(shù)和構(gòu)件的性能評(píng)價(jià)方法；研制大型纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件增材制造裝備。

考核指標(biāo)：制纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料多絲束擠出增材制造裝備，成形尺寸≥4000mm×2000mm×1000mm，成形效率比單絲工藝提升5 倍以上，構(gòu)件制造精度≤1‰；增材制造構(gòu)件纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥55%，層厚在0.1mm~1mm 可調(diào)，層間剪切強(qiáng)度≥35MPa；回收再制造復(fù)合材料力學(xué)性能不低于回收前性能的90%；在航空航天、軌道交通等領(lǐng)域應(yīng)用驗(yàn)證，制定大型纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件增材制造成形工藝標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試評(píng)價(jià)規(guī)范。

組織方式議：公開競爭

3.9 超強(qiáng)韌中熵合金構(gòu)件增材/強(qiáng)化/減材復(fù)合制造

研究內(nèi)容：研究適用于增材制造的超低溫超高強(qiáng)韌中熵合金高通量設(shè)計(jì)與性能驗(yàn)證方法；研究中熵合金在復(fù)合制造過程中形性調(diào)控機(jī)制與方法，以及表面損傷動(dòng)態(tài)演變機(jī)制及抑制理論，研發(fā)激光增材/強(qiáng)化/減材復(fù)合制造工藝與裝備，研究復(fù)合制造中熵合金在室溫、液氧和液氮超低溫環(huán)境下的強(qiáng)韌化機(jī)制，以及疲勞斷裂等性能評(píng)價(jià)方法；研究面向服役環(huán)境的復(fù)合制造中熵合金構(gòu)件重復(fù)使用評(píng)估體系。

考核指標(biāo)：形成不少于3 種增材制造專用超高強(qiáng)韌中熵合金；研制激光增材/強(qiáng)化/減材復(fù)合制造裝備，最大成形尺寸≥500mm；復(fù)合制造中熵合金超低溫環(huán)境下（以液氮溫度考核）的屈服強(qiáng)度≥1300MPa、延伸率≥30%、斷裂韌性≥250MPa·m1/2、沖擊韌性≥100J、疲勞強(qiáng)度≥550MPa；復(fù)合制造關(guān)鍵結(jié)構(gòu)表面粗糙度≤Ra1.6μm ， 制件局部殘余應(yīng)力≤100MPa；復(fù)合制造最高效率≥300cm3/h；建立中熵合金復(fù)合制造工藝數(shù)據(jù)庫≥3 套；地面熱試車考核驗(yàn)證重復(fù)使用次數(shù)≥30 次；在航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證，制定復(fù)合制造標(biāo)準(zhǔn)與低溫服役性能評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范≥5 項(xiàng)。

組織方式建議：公開競爭

3.10 大型高性能結(jié)構(gòu)件增等減材復(fù)合綠色智能制造

研究內(nèi)容：研究增材/等材/減材復(fù)合制造形性協(xié)同控制機(jī)理和增材/等材/減材一體化復(fù)合制造技術(shù)；研究復(fù)合制造工藝-組織-缺陷-性能的一體化映射關(guān)系，研發(fā)大型結(jié)構(gòu)件綜合力學(xué)性能、疲勞性能提升關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展全過程智能化在線質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，研發(fā)大型復(fù)合綠色智能化制造裝備。

考核指標(biāo)：研制可實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控的大型增材/等材/減材復(fù)合制造裝備， 構(gòu)件最大成形尺寸≥5000mm ， 制造精度≤±0.01mm/1000mm ， 表面粗糙度Ra≤1.6μm ， 成形效率≥500cm3/h，設(shè)備平均無故障工作時(shí)間≥2400h；相比傳統(tǒng)制造方式，復(fù)合增材制造綜合能耗降低60%以上；復(fù)合增材制造高溫合金、鈦合金等構(gòu)件的疲勞性能不低于同成分鍛件；對(duì)尺寸>0.01mm 缺陷的在線檢測(cè)靈敏度≥90%，處理響應(yīng)時(shí)間≤500ms；完成≥2 類大型結(jié)構(gòu)件復(fù)合增材制造，在航空航天、船舶海洋、核能電力等重點(diǎn)行業(yè)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證，制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范不少于2 項(xiàng)。

組織方式建議：公開競爭

4. 典型應(yīng)用示范

4.1 無人機(jī)十米級(jí)機(jī)身承力結(jié)構(gòu)整體化增材制造示范應(yīng)用

研究內(nèi)容：針對(duì)高性能大型無人機(jī)研制需求，研究基于增材制造的大尺寸機(jī)身關(guān)鍵構(gòu)件一體化設(shè)計(jì)方法；突破大尺寸精密復(fù)雜構(gòu)件增材制造跨尺度形性主動(dòng)調(diào)控及后處理關(guān)鍵技術(shù)；研究增材制造大尺寸機(jī)身整體構(gòu)件無損檢測(cè)評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)；建立基于增材制造的大尺寸機(jī)身整體構(gòu)件“材料-設(shè)計(jì)-工藝-檢測(cè)-評(píng)價(jià)”全流程技術(shù)體系。

考核指標(biāo)：增材制造大尺寸機(jī)身整體構(gòu)件一體化設(shè)計(jì)后的零件數(shù)量減少≥25%、減重≥20%、制造周期縮短≥50%、綜合制造成本降低≥50% ； 一體化成形零件最大尺寸≥3500mm×2000mm×350mm，且變形量≤0.3mm/100mm；無人機(jī)組合件最大尺寸≥8000mm×3000mm×500mm；增材制造構(gòu)件綜合力學(xué)性能達(dá)到同牌號(hào)合金鍛件標(biāo)準(zhǔn)要求，多批次靜強(qiáng)度性能統(tǒng)計(jì)變異系數(shù)≤5%；幅面≥12m×9m 的全尺寸無人機(jī)通過靜力考核和飛行演示驗(yàn)證，航速≥0.7Ma；制定基于增材制造的大尺寸機(jī)身整體構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法、工藝規(guī)范及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)≥10 份。

組織方式建議：公開競爭

4.2 多材料功能梯度結(jié)構(gòu)增材制造在無人潛航器領(lǐng)域應(yīng)用示范

研究內(nèi)容：針對(duì)萬米深海無人潛航器應(yīng)用需求，研究面向增材制造的無人潛航器多材料輕型耐壓殼體的仿生優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，包括無人潛航器殼體仿生結(jié)構(gòu)、多材料梯度耐壓結(jié)構(gòu)、殼體外表面防生物附著結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)方法；研究高分子、陶瓷、金屬等多材料增材制造工藝及形性控制方法；研發(fā)無人潛航器多材料一體化智能增材制造裝備，包括金屬及高分子材料增減材一體化裝備，陶瓷材料高效增材制造裝備；研究高分子、陶瓷、金屬等多材料一體化增材制造構(gòu)件的檢測(cè)技術(shù)和評(píng)價(jià)方法。

考核指標(biāo)：研制適應(yīng)萬米深海無人潛航器快速開發(fā)、柔性制造的陶瓷材料、高強(qiáng)度高分子材料、金屬材料增材制造一體化技術(shù)和裝備，成形尺寸≥Φ250mm×750mm，制造精度≤0.05mm ； 增材制造的一體化耐壓殼體尺寸≥Φ250mm×1500mm，相比傳統(tǒng)金屬殼體減重≥20%，研制周期縮短≥50%，滿足110MPa 靜水壓力測(cè)試無滲漏、無破損、無變形要求；研制應(yīng)用增材制造耐壓殼體的無人潛航器1 套，重量<400kg，實(shí)現(xiàn)≥5 次的大深度（≥10000 米）連續(xù)剖面下潛應(yīng)用驗(yàn)證；制定基于增材制造的一體化耐壓殼體設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)規(guī)范及考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)≥10 份。

組織方式建議：公開競爭

4.3 大型關(guān)重結(jié)構(gòu)件激光高效高穩(wěn)定增材制造工程應(yīng)用示范

研究內(nèi)容：研究面向規(guī)?；a(chǎn)的大型關(guān)重結(jié)構(gòu)件高效

高精度激光增材制造材料、工藝穩(wěn)定性控制方法與技術(shù)體系；研究質(zhì)量性能一致性控制、檢測(cè)和評(píng)價(jià)方法；研究激光增材制造典型材料關(guān)鍵力學(xué)性能許用值和數(shù)據(jù)庫；研發(fā)面向規(guī)?；a(chǎn)的高效高精度成套裝備。

考核指標(biāo)：研制大型關(guān)重結(jié)構(gòu)件激光增材制造工程化裝備，沉積效率≥10kg/h（鈦合金），粉末一次利用率≥90%，最大成形能力≥6000mm×3000mm×3000mm ， 變形量≤1mm/1000mm；在95%置信度水平下，所制造構(gòu)件超聲多批次檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)內(nèi)部缺陷≤Φ0.6mm 當(dāng)量平底孔；形成不少于3類材料的激光增材制造工藝和性能數(shù)據(jù)庫，增材結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度與鍛件典型值相當(dāng)，沖擊韌性提高50%以上，多批次靜強(qiáng)度性能統(tǒng)計(jì)變異系數(shù)≤3%；在國家重大裝備中形成≥5 例的大型關(guān)重件批量工程應(yīng)用，技術(shù)成熟度9 級(jí)；制定激光增材制造大型結(jié)構(gòu)件工藝、設(shè)備、材料、檢測(cè)與評(píng)價(jià)成套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范≥10份。

組織方式建議：公開競爭

4.4 內(nèi)部精細(xì)流道增材制造在空間推進(jìn)領(lǐng)域應(yīng)用示范

研究內(nèi)容：開展基于增材制造的空間推進(jìn)系統(tǒng)集成化、輕量化和模塊化設(shè)計(jì)研究，研發(fā)基于增材制造空間推進(jìn)系統(tǒng)的流-固-力-熱多物理場耦合一體化設(shè)計(jì)方法及增材制造技術(shù)；研究小尺寸復(fù)雜內(nèi)流道成形、內(nèi)表面加工及質(zhì)量控制、薄壁耐壓結(jié)構(gòu)成形質(zhì)量控制及后續(xù)加工處理等關(guān)鍵技術(shù)；研究增材制造空間推進(jìn)系統(tǒng)的檢測(cè)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

考核指標(biāo)： 增材制造空間推進(jìn)系統(tǒng)尺寸≥250mm×100mm×150mm，總沖量≥3000N·s，流體通道最小內(nèi)徑≤1mm，內(nèi)表面粗糙度≤Ra1.6μm，耐壓≥3MPa；增材制造空間推進(jìn)系統(tǒng)工作性能指標(biāo)優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)制造的同類系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)減重≥20%，研制周期縮短≥50%，成本降低≥20%；通過裝機(jī)考核，并在航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)示范應(yīng)用；制定基于增材制造的空間推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、工藝規(guī)范及考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)≥10 份。

組織方式建議：公開競爭

4.5 高品質(zhì)激光剝離與解鍵合在電子制造領(lǐng)域應(yīng)用示范

研究內(nèi)容：針對(duì)Micro-LED 顯示、超薄晶圓封裝中的激光剝離、解鍵合等制造技術(shù)瓶頸，研究紫外和深紫外光束傳輸與空間整形、光斑形貌與能量監(jiān)控以及焦點(diǎn)跟隨等關(guān)鍵技術(shù)；研究可減少器件損傷的激光剝離、解鍵合方法與加工工藝；研發(fā)光束整形器、焦點(diǎn)跟隨等核心功能模塊；開發(fā)Micro-LED 顯示激光剝離裝備、超薄晶圓激光解鍵合裝備，研究成套工藝。

考核指標(biāo)：研制Micro -LED 顯示激光剝離裝備：光束整形器光斑能量分布均勻性≥95%，最大加工直徑150mm、良率≥99.9%；研制超薄晶圓激光解鍵合裝備：最大加工直徑300mm、焦點(diǎn)跟隨精度≤5μm、加工效率≤60 秒/片（300mm）、晶圓破片率≤0.1%；實(shí)現(xiàn)激光剝離、解鍵合裝備小批量生產(chǎn)，并在新型顯示、先進(jìn)封裝等2 個(gè)領(lǐng)域建立應(yīng)用示范生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)不少于5 臺(tái)的銷售。

組織方式建議：公開競爭

4.6 科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用示范（科技型中小企業(yè)）

研究內(nèi)容：面向增材制造與激光制造領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)的新興產(chǎn)業(yè)增長點(diǎn)，開展個(gè)性化醫(yī)療器械制造、醫(yī)療植入物表面微功能結(jié)構(gòu)制造、光纖微納傳感器制造、光子/電子器件制造、印制電路板（PCB）增材制造、桌面級(jí)金屬零件制造、微小型動(dòng)力裝備制造、小型航行器制造等新興增材制造與激光制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究，發(fā)展新興技術(shù)商業(yè)化裝備，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型構(gòu)件或器件的小批量或個(gè)性化定制生產(chǎn)；開展具有產(chǎn)業(yè)新增長潛力的前沿新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研究，實(shí)現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

考核指標(biāo)：中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用示范項(xiàng)目可參考指南支持方向組織項(xiàng)目申報(bào)，但不受研究內(nèi)容和考核指標(biāo)限制。

組織方式建議：公開競爭