2023年6月9日，據資源庫了解，科技部近日發(fā)布了國家重點研發(fā)計劃的通知，其中包括了"增材制造與激光制造"等6個重點專項的項目申報指南。“增材制造與激光制造”重點專項指南強調問題導向、分步實施和重點突出，涵蓋了基礎理論、前沿技術、核心部件、關鍵技術與裝備以及典型應用示范等4個技術方向。按照基礎研究、共性關鍵技術、應用示范三個層面，擬啟動41項指南任務，擬國撥經費概算4.31億元，涉及增材制造項目方向的指南任務共計21項。

以下為“增材制造與光制造”重點專項2023度項目申報指南全文：

為落實“十四五”期間國家科技創(chuàng)新有關部署安排，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。根據本重點專項實施方案的部署，現(xiàn)發(fā)布 2023 年度項目申報指南。

本重點專項總體目標是:到 2025 年，使我國增材制造與激光制造成為主流制造技術之一，總體達到世界一流，基本實現(xiàn)全球領先，在戰(zhàn)略新興產業(yè)、新基建、大國重器中發(fā)揮不可替代的重大作用。同時，基本實現(xiàn)增材制造與激光制造全產業(yè)鏈主體自主可控，形成系列長板技術和一批顛覆性技術，并匯集為行業(yè)整體優(yōu)勢，為一批領軍企業(yè)奠基強大的國際技術競爭力，高端裝備1產品大批進入國際市場，實現(xiàn)大規(guī)模產業(yè)化應用，在制造業(yè)轉型升級中發(fā)揮核心作用。

2023 年度指南部署堅持問題導向、分步實施、重點突出的原則，圍繞“基礎理論和前沿技術、核心功能部件、關鍵技術與裝備、典型應用示范”等 4 個技術方向，按照基礎研究、共性關鍵技術、應用示范三個層面，擬啟動 41 項指南任務，擬國撥經費概算 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、超材料三維成形機制及可控微宏觀制備新方法等技術方向，部署青年科學家項目，每個項目 200 萬元。圍繞復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方向，部署科技型中小企業(yè)項目，每個項目 200 萬元。共性關鍵技術類項目的配套經費與國撥經費比例不低于 1.5:1。應用示范類項目鼓勵產學研用緊密結合，充分發(fā)揮地方和市場作用，由企業(yè)牽頭申報，配套經費與國撥經費比例不低于 2.5:1。

項目統(tǒng)一按指南二級標題(如 1.1)的研究方申報。除特殊說明外，每個方向擬支持項目數為 1項，實施周期不超過 3 年申報項目的研究內容必須涵蓋二級標題下指南所列的全部研究內容和考核指標?；A研究類項目下設課題不超過 4 個，項目參與單位總數不超過 6 家;共性關鍵技術類和應用示范類項目下設課題數不超過 5個，項目參與單位總數不超過 10 家。項目設 1名項目負責人，項目中每個課題設 1名課題負責人。

青年科學家項目不要求對指南內容全覆蓋，不再下設課題，項目參與單位總數不超過3 家。項目設 1名項目負責人，青年科學家項目負責人年齡要求，男性應為 1985年1月1日以后出生，女性應為 1983 年1月1日以后出生。原則上團隊其他參與人員年齡要求同上。

科技型中小企業(yè)項目要求由科研能力強的科技型中小企業(yè)牽頭申報。項目下不設課題，項目參加單位 (含牽頭單位) 原則上不超過 2 家，原則上不再組織預算評估，在驗收時將對技術指標完成和成果應用情況進行同步考核。科技型中小企業(yè)標準參照科技部、財政部、國家稅務總局印發(fā)的《科技型中小企業(yè)評價法》(國科發(fā)政[2017]115號)。

1 基礎理論和前沿技術

1.1 多物理場耦合調控的多級有序結構功能體化學激光協(xié)同制造（基礎研究類）

研究內容：針對骨修復材料的多級有序化設計與制造難題，研究復合材料體系多物理場調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控機制；研究多層級結構及其受力條件下動態(tài)演化的高分辨觀測和建模方法；揭示化學激光協(xié)同跨尺度構建技術對力學和生物性能的影響機制；完成仿生骨多級結構功能體制造，并進行驗證。

考核指標：建立多物理場耦合調控的多級有序結構功能體調控構建理論模型，實現(xiàn)仿生骨多級結構有序化組裝，結構尺度跨越 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%；建立動態(tài)演化的大尺度多層級高分辨三維結構功能分析方法和仿生結構力學設計模型，構件尺寸≥400μm，空間分辨率≤30nm；跨尺度結構功能效應樣件力學強度、彈性模量與松質骨匹配，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)療器械生物學評價標準 GB/T 16886 及指導原則。

關鍵詞:多物理場耦合調控，多層級有序結構，微基元，激光有序化調控，多層級觀測與建模

1.2氧調控高強韌金屬激光增材制造（基礎研究類）

研究內容:針對高強韌鋁合金、鎳基高溫合金、難熔鎢合金等難加工金屬，探索通過調控氧元素含量及其存在形態(tài)提高材料強韌性的理論與方法，揭示激光增材制造過程中氧元素含量及其存在形態(tài)對合金成形工藝特性與組織性能的影響機制;建立原子尺度氧序構一顯微結構一介觀結構一宏觀力學性能之間的構效關系;研究氧對激光增材制造熔池熱一力行為、冶金行為和包括氧化物強化相在內的多層級顯微組織形成的作用規(guī)律，多尺度應力應變演變的影響機制，研究熔池內氧元素的原位超快在線檢測原理及方法;形成基于氧調控的增材制造金屬構件的強韌化機制及形性協(xié)同控制方法。

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

關鍵詞:氧調控增材制造，多層級顯微組織，難加工金屬材料

1.3 復雜構件激光固態(tài)相變組織精密調控（基礎研究類）

研究內容:針對大型鋼構件原位表面強韌化需求，研究多熱源耦合條件下的大型構件激光固態(tài)相變溫度場時空演化行為;研究激光固態(tài)相變復相組織轉變、深度分布等特征及其調控機理與方法;研究復相組織的強韌化機制及疲勞破壞機理，建立其疲勞壽命預測模型;開展應用驗證研究。

考核指標：建立激光固態(tài)相變三維瞬態(tài)溫度場、組織場及應力應變場耦合模型；應用于長度≥6m 或直徑≥3m 的大型鋼構件，獲得馬氏體、珠光體、貝氏體及其復相組織，晶粒度 3~10 級可調，最大可調深度≥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%；在能源動力、軌道交通等領域實現(xiàn)應用驗證。

              

關鍵詞:激光固態(tài)相變，組織精密調控，強韌化，接觸疲勞

1.4 高分子粉床吸能誘導燒結高速 3D 打印(基礎研究類）

研究內容:圍繞交通運輸、康復醫(yī)療、可穿戴領域裝備部件輕質高強和多功能化的重大需求，針對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選擇性燒結高速 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;研究吸能誘導選擇性燒結成形機制和高分子材料 3D 打印成形新原理，以及打印精度控制技術;建立一體化高分子材料粉末床吸能誘導燒結 3D 打印制件綜合性能評估體系;研制相關裝備。

考核指標：建立外場能量吸收與高分子粉末誘導燒結的成形理論與計算仿真模型；高分子粉末床吸能誘導選擇性燒結高速 3D打印裝備：制造效率≥3000cm3/h，最小打印層厚≤50μm，最高燒結溫度≥400℃，成形精度優(yōu)于 0.2mm，結構特征尺寸最小可達 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，相應專用墨水種類≥2 種；成形件力學性能不低于傳統(tǒng)制件的 60%；在航空航天、生物醫(yī)療和消費品等領域實現(xiàn)應用驗證。

關鍵詞:增材制造，粉末床，聚合物，外場能量，選擇性燒結

1.5 厘米級結構超滑功表面的激光制造(基礎研究類)

研究內容:針對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空光場對石墨晶態(tài)及其表/界面原子結構的調控機理;研究厘米級無褶皺結構超滑單晶石墨制備機制建立快速溶碳和非平衡析碳的激光能場驅動理論;發(fā)展單晶石墨結構超滑表面的原位制備、石墨圖案化結構超滑表面的制造方法開發(fā)厘米級結構超滑器件制造工藝技術。

考核指標：構筑不少于 4 種厘米級圖案化結構超滑功能表面，具備可控形狀（方臺、圓臺等）、高度（1~200μm）、寬度（5~500μm）的單元結構特征，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 構 超 滑 表 面 面 積 ≥20mm×20mm，單晶石墨微區(qū)平整度≤30nm 且無褶皺，摩擦應力≤0.001MPa，承載≥50N（測試速度≥0.1m/s）；在航空發(fā)動機軸承實現(xiàn)應用驗證，潤滑系統(tǒng)總重量降低 50%以上。

關鍵詞:激光原位生長，激光微圖案化，單晶石墨，結構超滑，軸承

1.6太空極端環(huán)境金屬增材制造(基礎研究類)

研究內容:針對太空極端環(huán)境下金屬構件快速制造的需求，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、微重力條件對金屬熔體潤濕鋪展、凝固行為對成形件尺寸精度與表面粗糙度的影響機制;研究太空極端環(huán)境下金屬增材制造的形性調控技術，探索合金、鋁合金、不銹鋼等多種材料的成形工藝。

考核指標：實現(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，可以實現(xiàn)鈦合金、鋁合金、不銹鋼等典型金屬構件的增材制造。增材成形設備總功率小于 1kW，環(huán)境真空度可達到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，綜合力學性能不低于鍛件性能的 80%，建立相應的太空金屬增材制造工藝規(guī)范。

關鍵詞: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構與料特性一體化超快激光制造(基礎研究類）

研究內容:針對航空航天、能源等重大裝備對高性能傳導/輻射/轉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空演化規(guī)律，以及熱功能表界面形性特征對熱功能的耦合影響規(guī)律及調控機制;研究超快激光制造工藝對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構一材料特性一體化協(xié)同超快激光大面積制備方法及關鍵裝置，進行應用驗證。

考核指標：形成表界面微納結構與材料特性對熱功能耦合作用模型；超高速并行光參量動態(tài)調控裝置 1 套：單脈沖加工效率≥150，000 單元/秒，光參量動態(tài)調節(jié)響應時間≤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 且階數動態(tài)連續(xù)可調；光熱轉換膜標準光照水蒸發(fā)速率≥4kg/（m2•h）。上述三類器件使用 100小時后性能衰退≤2%，在航空航天、能源等裝備中實現(xiàn)應用驗證。

關鍵詞:超快激光，熱功能表界面，微納結構，材料特性，一體化制造

              

1.8多功能跨尺度共形結構協(xié)同增制造技術(基礎研究類)

研究內容:針對航空航天等領域對高性能、高集成度功能構件的需求，研究增材制造結構整體承載與結構功能區(qū)的保形協(xié)調機制，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;研究表面變曲率復雜結構內腔點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，結構一功能匹配的跨尺度結構整體拓撲優(yōu)化設計方法;研究共形噴墨打印導電線路形貌的精確控制技術，以及多層異質界面強化機理及高可靠性曲面多層電路互聯(lián)技術。

考核指標：建立增材制造基底與結構功能區(qū)的跨尺度結構保形優(yōu)化設計模型，以及共形噴墨打印導線的線寬控制模型；共形異質材料界面結合強度≥10MPa，噴墨打印線寬≤5μm；復雜結構內腔中實現(xiàn)共形點陣填充，填充的單胞數≥60 萬，不完整點陣單元數量≤0.1%；激光—噴墨協(xié)同增材制造航空航天、交通運輸等領域的多功能集成構件≥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/應變測量等）。

關鍵詞:協(xié)同增材制造，多功能跨尺度結構，拓撲優(yōu)化保形設計，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，青年科學家項目)

研究內容: 面向單晶高溫合金復雜結構制造需求，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、能量分布特征對熔池局部凝固條件及雜晶大角度晶界生成的影響機制;闡明動態(tài)選晶機理并發(fā)展精確工藝控制技術;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：光束整形激光粉末床熔融試驗裝置 1 套，可實現(xiàn)圓形、異形等不少于 3 種束斑形狀，高斯/平頂等能量分布，其中平頂能量分布均勻率≥90%；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 超材料三維成形機制及可控微宏觀制備新方法（基礎研究類，青年科學家項目）

研究內容:研究具有特殊功能的超材料微結構設計方法;研究微結構單元的高精度制造、結構超材料表面涂層、激光誘導刻蝕等技術，以及微結構單元與復雜宏觀結構的協(xié)同制造技術;研發(fā)加工一檢測一體的超材料三維制備樣機，并實現(xiàn)超材料三維可控宏微觀制備技術驗證。

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

關鍵詞:超材料，微/宏觀結構，三維成型，共形制備

1.11 消光/自清潔復合功能結構制造術(基礎研究類，青年科學家項目)

研究內容:面向航空航天領域消光/自清潔復合功能結構制造需求，研究激光制造相位/偏振等多維光學參量調控機制，以及消光/自清潔復合功能結構多尺度演化規(guī)律;研究消光/自清潔功能協(xié)同增效設計方法、大面積曲面多尺度消光/自清潔復合功能結構的批量一致性制造新方法，開展表征、評價及驗證研究。

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

關鍵詞: 消光/自清潔復合功能，三維光場整形

1.12 浸入式超聲激光復合增材修復技術(基礎研究類，青年科學家項目)

  

研究內容:面向復雜構件高質量增材修復需求，開展絲導超聲與激光協(xié)同、熔池閉環(huán)調控等機理與技術研究，揭示激光沉積成形過程浸入式超聲選區(qū)等軸化機理;研究絲導超聲一激光交互機制下熔池閉環(huán)調控方法;研究絲導超聲復合激光增材修復工藝下冶金缺陷、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韌化機理。

              

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

關鍵詞:浸入式超聲，激光復合，增材修復，選區(qū)等軸化

2 核心功能部件

2.1 制造用藍光半導體激光器（共性關鍵技術類）

研究內容:研究半導體激光器載流子注入動力學、模式調控及熱應力對激光性能的影響機制，開展氮化嫁基二極管藍光激光器的新型外延結構設計、外延生長、器件工藝、失效機理及可靠性研究，突破芯片制備封裝、光譜合束、增益調控、大能量關斷、系統(tǒng)集成等關鍵技術，研制制造用高功率藍光半導體激光器。

考核指標:熱沉鍵合器件綜合熱導率≥360W/(m·K); 藍光激光器單管芯片:功率≥10W@50um 條寬，中心波長處于400nm-500nm，工作壽命≥1萬小時@5W;藍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、光纖數值孔徑≤0.22，8 小時工作功率穩(wěn)定性≤5%,工作壽命≥1萬小時。形成不少于 20 臺的銷售。

關鍵詞:有色金屬加工，激光直寫，藍光激光器，氮化嫁

2.2 制造用萬瓦單模光纖激光器（共性關鍵技術類）

研究內容:針對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制，開發(fā)新型的增益光纖外包層結構，自主研制具有高泵浦光吸收系數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。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鍵技術，研究大功率脈沖激光器高效散熱、系統(tǒng)集成及激光器整機設計開發(fā)技術。研究大功率光纖輸出的納秒級高脈沖能量激光器及批量穩(wěn)定性制造技術。

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

關鍵詞: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（共性關鍵技術類）

研究內容:研究高響應、高精度振鏡電機，研究多軸運動同步控制技術與五軸振鏡偏轉補償控制算法，開發(fā)光機電集成的五軸掃描振鏡加工頭;研究五軸振鏡光束偏轉與平臺運動的協(xié)同加工技術、錐形結構和微槽微孔的激光加工形性調控技術;研制飛秒激光五軸振鏡加工裝備與成套工藝。

              

考核指標：五軸掃描振鏡加工頭：振鏡重復精度≤2μrad，加工區(qū)域直徑不小于 1.5mm，Z 軸方向焦點調節(jié)范圍不小于±1mm，光束傾角范圍不小于±8°，旋進頻率最大 350Hz；飛秒激光五軸振鏡加工裝備 1 臺：重復精度≤0.5μm，聚合物錐形結構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）；實現(xiàn)五軸振鏡及加工裝備在智能傳感、航空航天等領域的應用。

關鍵詞:五軸振鏡，激光加工，錐形結構和微槽微孔

2.4 基于大數據的增材制造工藝開發(fā)軟件平臺(共性關鍵技術類)

研究內容:研究增材制造數據實時接入技術，開發(fā)多源異構數據分析技術;建立離網/并網的數據庫，開發(fā)基于大數據機器學習的增材制造云端智能工藝選擇、自主優(yōu)化及質量控制方法;研究基于增材制造裝備全工藝過程的實時運行狀態(tài)智能識別、自適應閉環(huán)調整、故障診斷檢測、遠程運維等關鍵技術;開發(fā)大數據和信息模型驅動的增材制造工藝優(yōu)化與質量控制軟件。

考核指標：大數據和信息模型驅動的增材制造工藝優(yōu)化與質量控制軟件：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，復雜模型的幾何和工藝特征識別及分類時間小于 20s，具有云端遠程工藝優(yōu)化功能，同類型工藝—結構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、車輛等領域實現(xiàn)應用，建立含不少于 2 萬個制件制造過程及質量信息的數據庫；編制數據定義、硬件接口規(guī)范、軟件接口協(xié)議、質量評價等相關技術標準≥5項，形成團體標準并發(fā)布，并立項國家標準 1~2 項。

              

關鍵詞:增材制造，大數據，工藝優(yōu)化。

2.5 聲功能結構定制化設計軟件與增材制造（共性關鍵技術類）

研究內容:面向復雜多約束工業(yè)場景下聲功能結構制造需求，研究增材制造金屬/非金屬復合特征結構對聲波吸收與散射的聲振行為及調控機理、聲結構模板自匹配填充算法、大型承載一聲控結構增材制造異質界面控制及形性調控等關鍵技術;研發(fā)面向增材制造工藝的聲功能結構定制化設計優(yōu)化軟件、增材制造裝備;開展聲功能結構性能與功能評價及空氣與水下環(huán)境的應用驗證。

考核指標:聲結構設計分析與優(yōu)化一體化軟件 1套，增材制造聲結構模板≥100 套;大型聲結構金屬/非金屬增材制造裝備 1套:成形聲功能結構直徑≥5m、最小特征尺寸≤100um，聲控結構表面粗糙度≤10um，金屬/非金屬界面強度系數≥0.6; 增材制造聲控結構滿足:針對空氣介質聲控功能構件、吸聲系數≥0.85、工作溫度 ≥150°C，針對水下介質聲控功能構件、聲能透射率≤0.1、波束寬度≤15、耐壓≥0.5MPa，實現(xiàn)工業(yè)裝備、水下裝備等領域應用。

              

關鍵詞:聲功能結構，定制化設計，金屬/非金屬增材制造，結構功能一體化。

3 關鍵技術與裝備

3.1 多激光粉末床增材制造技術與裝備(共性關鍵技術類)

研究內容: 面向航空航天領域大尺寸復雜精密構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)控制等技術研究，攻克超重載運動平衡機構協(xié)同控制、20 束以上的多激光時序一掃描策略協(xié)同控制、多激光成形過程在線質量監(jiān)控自診斷智能處理等關鍵技術，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估體系。

   

考核指標: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，具備故障分級自診斷及質量在線監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)打印全程可追溯，設備平均無故障工作時間≥1000 小時;成形典型件不少于 5 種，最大單向尺寸≥1300mm，在航空航天等領域實現(xiàn)應用或驗證，制定相關標準≥5 項。

關鍵詞: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與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容：針對大型難焊高溫材料復雜構件的制造需求，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)測等技術研究，突破粉末床熔融全過程溫度和精度保持，熱應力控制、裂紋抑制及組織性能一致性控制等關鍵技術，研制增材制造裝備，開發(fā)大尺寸難焊高溫材料復雜構件低應力增材制造工藝技術。

              

考核指標: 多電子束高溫粉末床熔融增材制造裝備:電子槍數量≥4臺，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,設備平均無故障工作時間≥1000小時;單電子槍功率≥6kW，最小束斑直徑≤200um;實現(xiàn)使役溫度 900°C以上難焊高溫合金復雜構件制造，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于同材料鑄造件提高10%，并在能源動力、航空航天等領域實現(xiàn)應用或驗證。

關鍵詞: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半導體材料激光制造技術與裝備(性關鍵技術類）

研究內容:面向半導體材料微細結構高精度加工需求，探索激光矢量光場整形作用下的典型半導體材料應力、缺陷演化規(guī)律，揭示微細結構制造質量對器件性能的影響機制，攻克矢量光場整形、光束旋轉運動空間姿態(tài)調控等關鍵技術，研制半導體材料激光制造裝備，開發(fā)陣列方形微槽、微流道、材料內部曲面成型切割等3類精密制造工藝。

   

考核指標:光束旋轉運動空間姿態(tài)調控加工頭:加工誤差100mmx100mm,運動軸定位精度

關鍵詞:激光微納制造，空間整形，半導體材料，陣列微結構

3.4 高強韌鈦合金增材制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容:開展激光增材制造高強韌鎮(zhèn)合金材料設計、激光熔化沉積微區(qū)調控、多重固態(tài)相變聯(lián)動調控等技術研究，攻克多束高功率激光大型復雜合金構件制造過程內部缺陷抑制和應力控制等關鍵技術，發(fā)展大型鐵合金構件抗疲勞與高損傷容限結構設計和制造方法，研制成套激光增材制造裝備。

考核指標: 大型激光增材制造裝備: 沉積態(tài)壁厚誤差優(yōu)于±0.5mm構件變形量小于3mm/1000mm,成形效率不低于10kg/h;設備平均無故障工作時間 ≥1500 小時; 成形的大型復雜構件尺寸≥1mxlmx5m，內部缺陷達到銀件超聲檢測AAA 級水平，疲勞和裂紋擴展壽命預測誤差小于 10%;高強韌鐵合金斷裂韌性不低于110MPa.m1/2，經不少于3 批次驗證，抗拉強度不低于 920MPa,多批次抗拉強度變異系數小于 3%;在航空航天領域實現(xiàn)應用或驗證，制定相關國家、行業(yè)或團體技術標準≥3 項。

關鍵詞:鐵合金，激光增材制造，高強韌，大型復雜構件

3.5纖維復合材料增材制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容: 針對大型高性能多功能復合材料構件制造需求研究基于增材制造的多功能復合材料一體化設計方法;突破宏微觀多級界面結合性能梯度調控、短/連續(xù)纖維多噴頭分區(qū)域協(xié)同成形、實時監(jiān)測與打印參數動態(tài)優(yōu)化等關鍵技術;研制大型短/連續(xù)纖維復合增材制造裝備。

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

關鍵詞:功能復合材料，短/連續(xù)纖維，增材制造，無人裝備

3.6極薄強韌陶瓷義齒增材制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容:針對牙齒缺損微創(chuàng)/無創(chuàng)修復的需求，開展整體強韌、邊緣極薄、粘接面具有圖案化微結構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制，以及光能量傳播與陶瓷光固化反應能量的耦合調控方法;研究打印窗、漿料層與固化層的微力分離技術，各向異性極薄陶瓷打印件燒結的非均勻補償技術;研制陶瓷光固化增材制造樣機;開展應用驗證研究

考核指標: 建立光傳播能量調控與光固化反應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 200 倍，撓曲強度≥2950MPa;陶瓷光固化增材制造裝備:成形幅面≥100mmx100mm，單版45顆義齒成形時間≤8h; 在微創(chuàng)/無創(chuàng)牙齒缺損修復領域實現(xiàn)應用驗證，邊緣密合度優(yōu)于30um。

關鍵詞:陶瓷，微立體光固化，極薄義齒，光能量調控

3.7 激光微細制孔與異質連接技術與裝備（共性關鍵技術類）

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

考核指標:超快激光制孔與連接的成套裝備:加工尺寸范圍≥500mmx500mmx600mm，增透微結構最小孔徑≤2um，加工精度≤1um，深徑比≥1:1，設備平均無故障工作時間≥1000 小時;實現(xiàn)不少于3種材料/結構類型的構件制造:口徑≥150mm，單個構件加工時間≤5h，透射率較基材提升量≥10%，異質材料連接強度 ≥130MPa;在航空、航天和光電等領域實現(xiàn)應用或驗證。

關鍵詞: 超快激光，微群孔，無膜增透，異質連接

  

3.8 功能圖案激光還原制造術與裝備(共性關鍵技術)

研究內容: 面向超大尺寸介質表面金屬功能圖案制造需求開展超快激光誘導金屬前驅體還原過程中的光一熱一還原過程、時空頻協(xié)同整形超快激光高效精密還原制造新方法等研究，攻克介質一金屬界面光致物理嵌合/化學鍵合控制、多機路徑規(guī)劃仿真與協(xié)同控制等關鍵技術;發(fā)展視覺協(xié)同的動態(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)多機協(xié)同超快激光制造裝備。

考核指標:超快激光多機協(xié)同制造裝備: 在幅面≥1mx50m的可展收介質表面實現(xiàn)圖案微結構制造，微結構尺寸精度優(yōu)于±10um、單元圖案定位精度≤15um、拼接精度≤0.1mm，單機直寫速率≥1x108um2/s 且還原效能≥1.5x106um2/ ( Ws)，設備平均無故障工作時間≥1000 小時;金屬圖案微結構方阻≤0.4/sq，金屬圖案一電介質光致結合強度達1 級以上(GB/T 9286 ) 在航天領域實現(xiàn)應用或驗證。

關鍵詞: 光還原，金屬圖案，介質表面，超大尺寸

3.9 熱控/減震功能構件增材制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容:面向航天飛行器對“熱控/減振/承載”功能結構體化構件設計與制造技術需求，研究基于宏介觀結構梯度分布的力一熱多目標輕合金結構優(yōu)化設計方法，攻克“介觀一宏觀”跨尺度特征結構的激光模式/束斑尺寸控制、增材制造形性協(xié)同調控等關鍵技術，開展跨尺度功能結構“設計一制造一評價”研究開發(fā)增材制造裝備與成套工藝。

考核指標:增材制造裝備:微細特征成形精度優(yōu)于0.05m，宏觀尺寸≥500mmx500mmx1000mm;成形強度≥550MPa，二維導熱強化傳熱區(qū)域溫度均勻性優(yōu)于1°C/200mm，相比傳統(tǒng)結構減重≥30%;可承受載荷≥30kN，產生的反沖力≤45kN，吸能能力≥1000J;宏觀膨脹系數≤0.1ppm/K，減隔振時域均方根衰減率≥80%;在深空探測、載人登月、衛(wèi)星等航天器結構實現(xiàn)應用或驗證。

關鍵詞:跨尺度功能結構，多目標優(yōu)化設計，增材制造航天器

3.10 微細復雜形貌結構激光制造技術與裝備(共性關鍵技術類)

研究內容:面向航空航天、高鐵等領域仿生部件制造需求研究激光高速空間光場合調控的三維微細起伏形貌結構成形機制，建立“高溫脫附、高速減阻、防覆冰”分級仿生功能結構模型，揭示復雜形貌結構制造質量對仿生性能的影響機制;攻克微觀結構成形過程在線監(jiān)測、高速空間光場耦合調控、空間結構分層制造算法等關鍵技術;研制激光制造裝備和成套工藝。

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

關鍵詞:激光微納制造，仿生功能結構，空間結構分割，高速光場調控

3.11 仿生異質性組織工程半月板增材制造技術與裝備(共性關鍵技術類)

研究內容:針對半月板損傷修復的需求，研發(fā)仿生異質性組織工程半月板支架設計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)測及孔隙結構高精度制造技術;研究面向增材制造三維支架的干細胞精確分區(qū)接種、生長因子分區(qū)釋放、模量分區(qū)調控和半月板功能重建等仿生異質性半月板構建技術;開展組織工程仿生半月板體外及大動物體內驗證和評估，以及半月板支架與干細胞復合移植臨床前研究。

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

3.12 激光超聲復合精密制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容:研究超聲振動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理,探索激光能場復合低損傷加工方法攻克多參量精確協(xié)同調控、軌跡規(guī)劃、精確導航、在線監(jiān)/檢測等關鍵技術，開發(fā)激光復合能場自適應加工工藝與裝備。

考核指標:激光復合能場制造 CAM 軟:具有定位檢測與加工導航功能，可實現(xiàn)復雜三維曲面構件的定位一監(jiān)/檢測一加工一體化;激光復合能場加工裝備 2 套:平均無故障工作時間≥1000小時;微孔深徑比≥25:1、最小孔徑直徑≤0.3mm、孔側壁粗糙度 Ra≤0.8um，加工效率優(yōu)于3 分鐘/孔，重鑄層≤1um;復雜構件表面特征結構加工尺寸精度≤5um; 建立相關工藝規(guī)范和標準在航空航天領域實現(xiàn)應用或驗證。

關鍵詞:激光復合能場，難加工材料，復雜構件、精確導航

3.13 移動式復雜現(xiàn)場環(huán)境增材制造技術與裝備(共性關鍵技術類)

研究內容: 針對高原高寒、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控技術，攻克增材制造微缺陷在線識別與飛秒激光精準去除、應急保障增材制造復雜精細構件的分級評價、高效率增材制造方艙的強機動性和強環(huán)境適應性設計與集成等關鍵技術，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)的應用或驗證。

考核指標: 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，平均無故障時間≥500 小時;捷方艙:尺寸不大于 7mx2.5mx2.5m，重量不大于6噸(含成形設備、后處理等)，“機動一工作”狀態(tài)轉換時間≤30 分鐘;形成應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、地面特種裝備維護保障實現(xiàn)應用驗證，并通過 3500米以上高原、南海島礁、高低溫 (-45°C~55°C)等環(huán)境考核驗證。

關鍵詞:應急保障，極高效率，金屬增材制造，復雜環(huán)境

3.14 大尺寸特種陶瓷增材制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容:研究氧化物、碳化物、氮化物等大尺寸特種陶瓷構件增材制造的材料組分一工藝一微結構一性能一體化設計方法;攻克高粘稠材料光固化及實時清理等多工藝復合成形關鍵技術，研制增材制造裝備與成套工藝;建立多層、復雜內腔構件的三維結構特征尺寸精度檢測方法及評價標準。

考核指標: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，多層陶瓷構件產品層數≥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，陶瓷構件三維測量精度優(yōu)于 10m，平均無故障工作時間≥1000 小時;成形件高溫變形量≤0.5%(1650°C),斷裂韌性≥10MPa.m1/2，韋伯模數≥10;實現(xiàn)大型復雜特種陶瓷構件的制造，最大尺寸≥1000mm，在航空、航天、能源化工等領域實現(xiàn)應用或驗證，制定相關國家、行業(yè)或團體技術標準≥5 項。

關鍵詞:大尺寸，特種陶瓷，增材制造，工藝復合

3.15 同質/異質合金復合材料構件激光能焊接技術與裝備(共性關鍵技術類)

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

考核指標:激光智能焊接裝備: 實現(xiàn)同質結構、異質結構的高強鋁合金復合材料智能化焊接,焊件尺寸≥1m,熔深≥8mm時，接頭氣孔尺寸≤0.2mm，無焊接裂紋，設備平均無故障工作時間≥1000 小時;鋁基復材同質結構接頭彈性模量≥90GPa、接頭強度 ≥350MPa; 鋁基復材一鋁合金異質結構接頭彈性模量≥80GPa、接頭強度≥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、汽車領域實現(xiàn)應用或驗證。

              

關鍵詞:鋁基復合材料，激光焊接。

4 典型應用示范

4.1 激光剝片/減薄技術在電子制造領域的應用示范(應用示范類）

研究內容:面向第三代半導體晶錠、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改質層區(qū)域裂紋擴展機制及形成規(guī)律;攻克像差校正的空間整形、內部高速切割與同步控制、分片等關鍵技術:開發(fā)涵蓋化學機械研磨的高質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: 內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)，設備平均無故障工作時間≥1000小時:在電子制造領域實現(xiàn)示范應用。

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

關鍵詞:激光剝片，減薄，晶錠，晶圓

4.2 航天發(fā)動機大尺寸薄壁整體構件增材制造應用示范（應用示范類）

研究內容:針對航天固體、液體、沖壓發(fā)動機對高性能大型復雜構件的整體制造需求，開展大型弱剛度多筋構件輕量化設計及激光增材制造技術示范應用研究，攻克弱剛度約束條件下增材制造和后處理整體構件組織性能控制，構件抗變形結構優(yōu)化、成形過程應力控制等關鍵技術，開發(fā)弱剛度多筋構件的質量評價與考核驗證技術。

考核指標: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，增材制造構件一體化設計和制造后，零件數量減少≥30%，結構剛度提升≥30%，減重≥20%，制造周期縮短≥50%，成本降低≥30%; 構件力學性能達到同牌號鍛鑄件標準，力學性能離散度≤5%;形成航天領域增材制造設計、加工、檢測標準規(guī)范不少于 10 項;并在 5 種以上航天動力裝備構件制造上實現(xiàn)應用示范，不少于 2 種通過熱試車考核。

有關說明: 由企業(yè)牽頭申報。亮點:實現(xiàn)尺寸大于 1 米的航天發(fā)動機高性能大型弱剛度復雜構件的高精度整體制造?？己朔绞?選取航天發(fā)動機 1 米以上典型構件進行優(yōu)化設計和制造，分別采用傳統(tǒng)制造方式和增材制造方式進行制造工藝設計，并采用增材制造對典型零件進行制造，對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、數量、制造周期制造成本差異，對零件性能進行測試評價，按照裝機要求進行零件力學性能考核測試。

關鍵詞:航天動力裝備，增材制造，弱剛度復雜構件

4.3 面向快換產的復雜功能構件模化增材制造應用示范(應用示范類)

研究內容:針對航天航空等領域高端裝備對功能構件多品種、變批量、短周期規(guī)?；霾闹圃斓钠惹行枨螅タ顺尚芜^程多參量檢測與調控、功能構件快速響應批產工藝優(yōu)化、柔性成形艙設計等關鍵技術,研制面向規(guī)?；a的定制化增材制造設備構建面向規(guī)?；焖夙憫a的高柔性分布式智能生產網絡。

              

考核指標: 批量制造的航天航空功能結構產品構型種類 ≥15 類，不少于5 類產品通過裝機考核，不少于1類產品經過飛行試驗驗證，產品裝機數量≥1000 件;相比傳統(tǒng)工藝，工藝開發(fā)時間縮短 ≥50%，制造效率提升≥50%，粉末利用率提升≥30%;定制化增材制造設備: 構件力學性能偏離度≤3%，尺寸偏差波動≤10%，不同零件換產時間≤2h，平均無故障運行時間≥2000h;分布式智能生產網絡節(jié)點數量≥3 個，包含增材制造設備數量≥50臺。

有關說明:由企業(yè)牽頭申報。亮點: 建立國內首個分布式功能結構一體化零件增材制造生產線?？己朔绞? 選取航天航空飛行器典型關鍵功能結構零件進行考核測試，按照批產要求進行批量化制造，與傳統(tǒng)小批量制造進行對比，對比工藝開發(fā)時間、零件制造效率、力學性能偏離度、尺寸偏差波動等;采用 5 類典型構件，在建立的智能生產線上進行功能結構零件換產時間考核。

關鍵詞:增材制造，快速響應，規(guī)模化，功能結構

4.4 激光熔鍛原位修復應用示范（應用示范類）

研究內容: 面向軍民用重大裝備不可拆卸結構的現(xiàn)場高性能修復需求，研究原位激光熔鍛修復層組織、缺陷和應力的控制方法，開展復雜環(huán)境雙激光聯(lián)動、激光熔覆沉積與沖擊強化工藝匹配優(yōu)化、原位修復結構應力重構與疲勞壽命評估等技術研究，研制移動式激光熔鍛修復裝備。

考核指標: 移動式激光熔鍛原位修復裝備:雙激光現(xiàn)場光纖傳輸距離≥20m，修復效率≥300cm/h，設備現(xiàn)場展開時間≤2h平均無故障工作時間≥1000h; 合金、合金鋼等修復件的表面最大殘余壓應力≥屈服強度的30%,與常規(guī)單一激光熔覆修復相比，疲勞壽命提升≥30%;修復件應力重構誤差≤20%，疲勞壽命預測誤差在 2 倍分散帶以內;在航空航天、能源動力領域現(xiàn)場原位修復實現(xiàn)應用示范。

有關說明:由企業(yè)牽頭申報。亮點:研制移動式激光熔鍛原位修復裝備，實現(xiàn)航空航天、能源動力領域不可拆卸或難拆卸構件的現(xiàn)場原位修復。考核方式: 在機場對飛機機體內的構件進行不拆卸修復，在外場對石油化工管道進行不拆卸修復，考核修復效率和設備現(xiàn)場展開時間，修復后，將零件拆卸，對修復區(qū)域的疲勞壽命進行考核。

關鍵詞:激光熔鍛，抗疲勞，壽命評估，不可拆結構原位修復

4.5 高適配人工膝關節(jié)增材制造應用示范(應用示范類)

研究內容:面向人口老齡化加劇以及患者對膝關節(jié)置換的需求，研究基于 CT 和磁共振多模態(tài)融合的個性化人工膝關節(jié)AI輔助快速設計、產品與手術快速虛擬驗證等技術，開發(fā)高適配人工膝關節(jié)增材制造組織強韌化調控與評價技術，開展手術中關節(jié)適配性、覆蓋率、下肢力線及關節(jié)功能等醫(yī)工交互驗證。

考核指標:增材制造高適配人工膝關節(jié)在臨床應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;個性化高適配人工膝關節(jié)手術>300 例、標準全膝置換對照 ≥300 例;發(fā)布個性化全膝置換臨床路徑、診療專家共識、手術操作規(guī)范、快速康復專家共識:面向增材制造的 AI輔助快速產品設計、產品和手術虛擬驗證軟件;制定激光增材制造工藝、個性化人工膝關節(jié)設計、臨床醫(yī)工交互驗證標準>5 項;增材制造高適配人工膝關節(jié)獲三類醫(yī)療器械注冊證。

有關說明: 由企業(yè)牽頭申報。亮點: 增材制造個性化高適配人工膝關節(jié)獲三類醫(yī)療器械注冊證，并實現(xiàn)批量臨床手術應用考核方式: 選取典型膝關節(jié)治療病例，進行高適配人工膝關節(jié)增材制造，對制造假體進行力學性能測試;通過病歷報告，臨床手術報告對臨床手術應用進行考核驗證。

關鍵詞:增材制造，全膝人工關節(jié)，AI 輔助決策

4.6 復雜型面三維激光智能切割(應用示范類，科技型中小企業(yè)項目)

研究內容:面向復雜型面車身覆蓋件精密切割需求，開展切割誤差產生機理和控制方法研究，攻克新型 8 軸結構設計和運動軌跡控制等關鍵技術,研發(fā)囊捌豹濱三維光纖激光切割頭及專用控制系統(tǒng)，研制適用于復雜型面汽車結構件的三維激光切割裝備。

考核指標:新型8 軸聯(lián)動 (3+2+1+2)三維光纖激光切割裝備:單機工作范圍≥6000mmx1500mmx700mm，移動軸定位精度≤0.06mm、速度≥110m/min，旋轉軸定位精度≤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，設備平均無故障工作時間≥1000h;應用于復雜型面車身覆蓋件精密切割。

關鍵詞: 三維激光切割，復雜型面切割，車身覆蓋件，運動軌跡控制

4.7 高深徑比玻璃通孔激光高效制造技術 (應用示范類，科技型中小企業(yè)項目)

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

考核指標：超快時空整形、在線監(jiān)測與同軸對焦等 2 類關鍵模塊；超快激光誘導玻璃刻蝕微孔裝備：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；應用于電子制造或醫(yī)療領域，銷售數量≥20 臺。

              

關鍵詞：激光誘導，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（應用示范類，科技型中小企業(yè)項目）

研究內容：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鍵技術，開展飛秒激光加工超高溫壓力傳感器綜合性能評估研究。

              

考核指標：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、新能源等領域實現(xiàn)應用。

關鍵詞：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（應用示范類，科技型中小企業(yè)項目）

研究內容：針對傳統(tǒng)激光粉末床熔融增材制造在具有空腔和懸空結構的零件制造時存在輔助支撐結構多、后處理工藝復雜等問題，研究低應力、無支撐結構的金屬激光粉末床熔融增材制造技術；研究鋪粉過程對成形構件姿態(tài)的影響機制、小角度下表面和懸垂面成形控制技術，發(fā)展無支撐增材制造的質量控制技術；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：無支撐激光粉末床熔融增材制造裝備：實現(xiàn)不小于 200mm×200mm×200mm 復雜結構零件制造，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；應用于航空或航天等領域。

關鍵詞：粉末床熔融，無支撐，下垂面成形，熱應力控制

“增材制造與激光制造”重點專項2023年度項目申報指南形式審查條件要求

申報項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)定時間內出具推薦函。

（2）申報單位同一項目須通過單個推薦單位申報，不得多頭申報和重復申報。

（3）項目申報書（包括預申報書和正式申報書，下同）內容與申報的指南方向相符。

（4）項目申報書及附件按格式要求填寫完整。

              

2. 申報人應具備的資格條件

              

（1）項目（課題）負責人應為 1963 年 1 月 1 日以后出生，具有高級職稱或博士學位。

（2）青年科學家項目負責人應具有高級職稱或博士學位，男性應為 38 周歲以下（1985 年 1 月 1 日以后出生），女性應為 40周歲以下（1983 年 1 月 1 日以后出生）。

原則上團隊其他參與人員年齡要求同上。

（3）受聘于內地單位的外籍科學家及港、澳、臺地區(qū)科學家可作為項目（課題）負責人，全職受聘人員須由內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提供聘用的有效材料，并作為項目預申報材料一并提交。

（4）參與重點專項實施方案或本年度項目指南編制的專家，原則上不能申報該重點專項項目（課題）。      

（5）誠信狀況良好，無在懲戒執(zhí)行期內的科研嚴重失信行為記錄和相關社會領域信用“黑名單”記錄。

（6）中央和地方各級國家機關的公務人員（包括行使科技計劃管理職能的其他人員）不得申報項目（課題）。

（7）項目申報人員滿足申報查重要求。

              

3. 申報單位應具備的資格條件

              

（1）在中國大陸境內登記注冊的科研院所、高等學校和企業(yè)等法人單位。

國家機關不得作為申報單位進行申報。

（2）注冊時間在 2022 年 6 月 30 日前。

（3）誠信狀況良好，無在懲戒執(zhí)行期內的科研嚴重失信行為記錄和相關社會領域信用“黑名單”記錄。

4. 本重點專項指南規(guī)定的其他形式審查條件要求青年科學家項目不再下設課題，項目參與單位總數不超過 3 家。

2023年6月9日，據資源庫了解，科技部近日發(fā)布了國家重點研發(fā)計劃的通知，其中包括了"增材制造與激光制造"等6個重點專項的項目申報指南。“增材制造與激光制造”重點專項指南強調問題導向、分步實施和重點突出，涵蓋了基礎理論、前沿技術、核心部件、關鍵技術與裝備以及典型應用示范等4個技術方向。按照基礎研究、共性關鍵技術、應用示范三個層面，擬啟動41項指南任務，擬國撥經費概算4.31億元，涉及增材制造項目方向的指南任務共計21項。

以下為“增材制造與光制造”重點專項2023度項目申報指南全文：

為落實“十四五”期間國家科技創(chuàng)新有關部署安排，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。根據本重點專項實施方案的部署，現(xiàn)發(fā)布 2023 年度項目申報指南。

本重點專項總體目標是:到 2025 年，使我國增材制造與激光制造成為主流制造技術之一，總體達到世界一流，基本實現(xiàn)全球領先，在戰(zhàn)略新興產業(yè)、新基建、大國重器中發(fā)揮不可替代的重大作用。同時，基本實現(xiàn)增材制造與激光制造全產業(yè)鏈主體自主可控，形成系列長板技術和一批顛覆性技術，并匯集為行業(yè)整體優(yōu)勢，為一批領軍企業(yè)奠基強大的國際技術競爭力，高端裝備1產品大批進入國際市場，實現(xiàn)大規(guī)模產業(yè)化應用，在制造業(yè)轉型升級中發(fā)揮核心作用。

2023 年度指南部署堅持問題導向、分步實施、重點突出的原則，圍繞“基礎理論和前沿技術、核心功能部件、關鍵技術與裝備、典型應用示范”等 4 個技術方向，按照基礎研究、共性關鍵技術、應用示范三個層面，擬啟動 41 項指南任務，擬國撥經費概算 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、超材料三維成形機制及可控微宏觀制備新方法等技術方向，部署青年科學家項目，每個項目 200 萬元。圍繞復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方向，部署科技型中小企業(yè)項目，每個項目 200 萬元。共性關鍵技術類項目的配套經費與國撥經費比例不低于 1.5:1。應用示范類項目鼓勵產學研用緊密結合，充分發(fā)揮地方和市場作用，由企業(yè)牽頭申報，配套經費與國撥經費比例不低于 2.5:1。

項目統(tǒng)一按指南二級標題(如 1.1)的研究方申報。除特殊說明外，每個方向擬支持項目數為 1項，實施周期不超過 3 年申報項目的研究內容必須涵蓋二級標題下指南所列的全部研究內容和考核指標?；A研究類項目下設課題不超過 4 個，項目參與單位總數不超過 6 家;共性關鍵技術類和應用示范類項目下設課題數不超過 5個，項目參與單位總數不超過 10 家。項目設 1名項目負責人，項目中每個課題設 1名課題負責人。

青年科學家項目不要求對指南內容全覆蓋，不再下設課題，項目參與單位總數不超過3 家。項目設 1名項目負責人，青年科學家項目負責人年齡要求，男性應為 1985年1月1日以后出生，女性應為 1983 年1月1日以后出生。原則上團隊其他參與人員年齡要求同上。

科技型中小企業(yè)項目要求由科研能力強的科技型中小企業(yè)牽頭申報。項目下不設課題，項目參加單位 (含牽頭單位) 原則上不超過 2 家，原則上不再組織預算評估，在驗收時將對技術指標完成和成果應用情況進行同步考核。科技型中小企業(yè)標準參照科技部、財政部、國家稅務總局印發(fā)的《科技型中小企業(yè)評價法》(國科發(fā)政[2017]115號)。

1 基礎理論和前沿技術

1.1 多物理場耦合調控的多級有序結構功能體化學激光協(xié)同制造（基礎研究類）

研究內容：針對骨修復材料的多級有序化設計與制造難題，研究復合材料體系多物理場調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控機制；研究多層級結構及其受力條件下動態(tài)演化的高分辨觀測和建模方法；揭示化學激光協(xié)同跨尺度構建技術對力學和生物性能的影響機制；完成仿生骨多級結構功能體制造，并進行驗證。

考核指標：建立多物理場耦合調控的多級有序結構功能體調控構建理論模型，實現(xiàn)仿生骨多級結構有序化組裝，結構尺度跨越 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%；建立動態(tài)演化的大尺度多層級高分辨三維結構功能分析方法和仿生結構力學設計模型，構件尺寸≥400μm，空間分辨率≤30nm；跨尺度結構功能效應樣件力學強度、彈性模量與松質骨匹配，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)療器械生物學評價標準 GB/T 16886 及指導原則。

關鍵詞:多物理場耦合調控，多層級有序結構，微基元，激光有序化調控，多層級觀測與建模

1.2氧調控高強韌金屬激光增材制造（基礎研究類）

研究內容:針對高強韌鋁合金、鎳基高溫合金、難熔鎢合金等難加工金屬，探索通過調控氧元素含量及其存在形態(tài)提高材料強韌性的理論與方法，揭示激光增材制造過程中氧元素含量及其存在形態(tài)對合金成形工藝特性與組織性能的影響機制;建立原子尺度氧序構一顯微結構一介觀結構一宏觀力學性能之間的構效關系;研究氧對激光增材制造熔池熱一力行為、冶金行為和包括氧化物強化相在內的多層級顯微組織形成的作用規(guī)律，多尺度應力應變演變的影響機制，研究熔池內氧元素的原位超快在線檢測原理及方法;形成基于氧調控的增材制造金屬構件的強韌化機制及形性協(xié)同控制方法。

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

關鍵詞:氧調控增材制造，多層級顯微組織，難加工金屬材料

1.3 復雜構件激光固態(tài)相變組織精密調控（基礎研究類）

研究內容:針對大型鋼構件原位表面強韌化需求，研究多熱源耦合條件下的大型構件激光固態(tài)相變溫度場時空演化行為;研究激光固態(tài)相變復相組織轉變、深度分布等特征及其調控機理與方法;研究復相組織的強韌化機制及疲勞破壞機理，建立其疲勞壽命預測模型;開展應用驗證研究。

考核指標：建立激光固態(tài)相變三維瞬態(tài)溫度場、組織場及應力應變場耦合模型；應用于長度≥6m 或直徑≥3m 的大型鋼構件，獲得馬氏體、珠光體、貝氏體及其復相組織，晶粒度 3~10 級可調，最大可調深度≥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%；在能源動力、軌道交通等領域實現(xiàn)應用驗證。

              

關鍵詞:激光固態(tài)相變，組織精密調控，強韌化，接觸疲勞

1.4 高分子粉床吸能誘導燒結高速 3D 打印(基礎研究類）

研究內容:圍繞交通運輸、康復醫(yī)療、可穿戴領域裝備部件輕質高強和多功能化的重大需求，針對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選擇性燒結高速 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;研究吸能誘導選擇性燒結成形機制和高分子材料 3D 打印成形新原理，以及打印精度控制技術;建立一體化高分子材料粉末床吸能誘導燒結 3D 打印制件綜合性能評估體系;研制相關裝備。

考核指標：建立外場能量吸收與高分子粉末誘導燒結的成形理論與計算仿真模型；高分子粉末床吸能誘導選擇性燒結高速 3D打印裝備：制造效率≥3000cm3/h，最小打印層厚≤50μm，最高燒結溫度≥400℃，成形精度優(yōu)于 0.2mm，結構特征尺寸最小可達 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，相應專用墨水種類≥2 種；成形件力學性能不低于傳統(tǒng)制件的 60%；在航空航天、生物醫(yī)療和消費品等領域實現(xiàn)應用驗證。

關鍵詞:增材制造，粉末床，聚合物，外場能量，選擇性燒結

1.5 厘米級結構超滑功表面的激光制造(基礎研究類)

研究內容:針對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空光場對石墨晶態(tài)及其表/界面原子結構的調控機理;研究厘米級無褶皺結構超滑單晶石墨制備機制建立快速溶碳和非平衡析碳的激光能場驅動理論;發(fā)展單晶石墨結構超滑表面的原位制備、石墨圖案化結構超滑表面的制造方法開發(fā)厘米級結構超滑器件制造工藝技術。

考核指標：構筑不少于 4 種厘米級圖案化結構超滑功能表面，具備可控形狀（方臺、圓臺等）、高度（1~200μm）、寬度（5~500μm）的單元結構特征，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 構 超 滑 表 面 面 積 ≥20mm×20mm，單晶石墨微區(qū)平整度≤30nm 且無褶皺，摩擦應力≤0.001MPa，承載≥50N（測試速度≥0.1m/s）；在航空發(fā)動機軸承實現(xiàn)應用驗證，潤滑系統(tǒng)總重量降低 50%以上。

關鍵詞:激光原位生長，激光微圖案化，單晶石墨，結構超滑，軸承

1.6太空極端環(huán)境金屬增材制造(基礎研究類)

研究內容:針對太空極端環(huán)境下金屬構件快速制造的需求，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、微重力條件對金屬熔體潤濕鋪展、凝固行為對成形件尺寸精度與表面粗糙度的影響機制;研究太空極端環(huán)境下金屬增材制造的形性調控技術，探索合金、鋁合金、不銹鋼等多種材料的成形工藝。

考核指標：實現(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，可以實現(xiàn)鈦合金、鋁合金、不銹鋼等典型金屬構件的增材制造。增材成形設備總功率小于 1kW，環(huán)境真空度可達到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，綜合力學性能不低于鍛件性能的 80%，建立相應的太空金屬增材制造工藝規(guī)范。

關鍵詞: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構與料特性一體化超快激光制造(基礎研究類）

研究內容:針對航空航天、能源等重大裝備對高性能傳導/輻射/轉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空演化規(guī)律，以及熱功能表界面形性特征對熱功能的耦合影響規(guī)律及調控機制;研究超快激光制造工藝對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構一材料特性一體化協(xié)同超快激光大面積制備方法及關鍵裝置，進行應用驗證。

考核指標：形成表界面微納結構與材料特性對熱功能耦合作用模型；超高速并行光參量動態(tài)調控裝置 1 套：單脈沖加工效率≥150，000 單元/秒，光參量動態(tài)調節(jié)響應時間≤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 且階數動態(tài)連續(xù)可調；光熱轉換膜標準光照水蒸發(fā)速率≥4kg/（m2•h）。上述三類器件使用 100小時后性能衰退≤2%，在航空航天、能源等裝備中實現(xiàn)應用驗證。

關鍵詞:超快激光，熱功能表界面，微納結構，材料特性，一體化制造

              

1.8多功能跨尺度共形結構協(xié)同增制造技術(基礎研究類)

研究內容:針對航空航天等領域對高性能、高集成度功能構件的需求，研究增材制造結構整體承載與結構功能區(qū)的保形協(xié)調機制，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;研究表面變曲率復雜結構內腔點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，結構一功能匹配的跨尺度結構整體拓撲優(yōu)化設計方法;研究共形噴墨打印導電線路形貌的精確控制技術，以及多層異質界面強化機理及高可靠性曲面多層電路互聯(lián)技術。

考核指標：建立增材制造基底與結構功能區(qū)的跨尺度結構保形優(yōu)化設計模型，以及共形噴墨打印導線的線寬控制模型；共形異質材料界面結合強度≥10MPa，噴墨打印線寬≤5μm；復雜結構內腔中實現(xiàn)共形點陣填充，填充的單胞數≥60 萬，不完整點陣單元數量≤0.1%；激光—噴墨協(xié)同增材制造航空航天、交通運輸等領域的多功能集成構件≥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/應變測量等）。

關鍵詞:協(xié)同增材制造，多功能跨尺度結構，拓撲優(yōu)化保形設計，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，青年科學家項目)

研究內容: 面向單晶高溫合金復雜結構制造需求，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、能量分布特征對熔池局部凝固條件及雜晶大角度晶界生成的影響機制;闡明動態(tài)選晶機理并發(fā)展精確工藝控制技術;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：光束整形激光粉末床熔融試驗裝置 1 套，可實現(xiàn)圓形、異形等不少于 3 種束斑形狀，高斯/平頂等能量分布，其中平頂能量分布均勻率≥90%；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 超材料三維成形機制及可控微宏觀制備新方法（基礎研究類，青年科學家項目）

研究內容:研究具有特殊功能的超材料微結構設計方法;研究微結構單元的高精度制造、結構超材料表面涂層、激光誘導刻蝕等技術，以及微結構單元與復雜宏觀結構的協(xié)同制造技術;研發(fā)加工一檢測一體的超材料三維制備樣機，并實現(xiàn)超材料三維可控宏微觀制備技術驗證。

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

關鍵詞:超材料，微/宏觀結構，三維成型，共形制備

1.11 消光/自清潔復合功能結構制造術(基礎研究類，青年科學家項目)

研究內容:面向航空航天領域消光/自清潔復合功能結構制造需求，研究激光制造相位/偏振等多維光學參量調控機制，以及消光/自清潔復合功能結構多尺度演化規(guī)律;研究消光/自清潔功能協(xié)同增效設計方法、大面積曲面多尺度消光/自清潔復合功能結構的批量一致性制造新方法，開展表征、評價及驗證研究。

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

關鍵詞: 消光/自清潔復合功能，三維光場整形

1.12 浸入式超聲激光復合增材修復技術(基礎研究類，青年科學家項目)

  

研究內容:面向復雜構件高質量增材修復需求，開展絲導超聲與激光協(xié)同、熔池閉環(huán)調控等機理與技術研究，揭示激光沉積成形過程浸入式超聲選區(qū)等軸化機理;研究絲導超聲一激光交互機制下熔池閉環(huán)調控方法;研究絲導超聲復合激光增材修復工藝下冶金缺陷、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韌化機理。

              

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

關鍵詞:浸入式超聲，激光復合，增材修復，選區(qū)等軸化

2 核心功能部件

2.1 制造用藍光半導體激光器（共性關鍵技術類）

研究內容:研究半導體激光器載流子注入動力學、模式調控及熱應力對激光性能的影響機制，開展氮化嫁基二極管藍光激光器的新型外延結構設計、外延生長、器件工藝、失效機理及可靠性研究，突破芯片制備封裝、光譜合束、增益調控、大能量關斷、系統(tǒng)集成等關鍵技術，研制制造用高功率藍光半導體激光器。

考核指標:熱沉鍵合器件綜合熱導率≥360W/(m·K); 藍光激光器單管芯片:功率≥10W@50um 條寬，中心波長處于400nm-500nm，工作壽命≥1萬小時@5W;藍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、光纖數值孔徑≤0.22，8 小時工作功率穩(wěn)定性≤5%,工作壽命≥1萬小時。形成不少于 20 臺的銷售。

關鍵詞:有色金屬加工，激光直寫，藍光激光器，氮化嫁

2.2 制造用萬瓦單模光纖激光器（共性關鍵技術類）

研究內容:針對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制，開發(fā)新型的增益光纖外包層結構，自主研制具有高泵浦光吸收系數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。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鍵技術，研究大功率脈沖激光器高效散熱、系統(tǒng)集成及激光器整機設計開發(fā)技術。研究大功率光纖輸出的納秒級高脈沖能量激光器及批量穩(wěn)定性制造技術。

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

關鍵詞: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（共性關鍵技術類）

研究內容:研究高響應、高精度振鏡電機，研究多軸運動同步控制技術與五軸振鏡偏轉補償控制算法，開發(fā)光機電集成的五軸掃描振鏡加工頭;研究五軸振鏡光束偏轉與平臺運動的協(xié)同加工技術、錐形結構和微槽微孔的激光加工形性調控技術;研制飛秒激光五軸振鏡加工裝備與成套工藝。

              

考核指標：五軸掃描振鏡加工頭：振鏡重復精度≤2μrad，加工區(qū)域直徑不小于 1.5mm，Z 軸方向焦點調節(jié)范圍不小于±1mm，光束傾角范圍不小于±8°，旋進頻率最大 350Hz；飛秒激光五軸振鏡加工裝備 1 臺：重復精度≤0.5μm，聚合物錐形結構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）；實現(xiàn)五軸振鏡及加工裝備在智能傳感、航空航天等領域的應用。

關鍵詞:五軸振鏡，激光加工，錐形結構和微槽微孔

2.4 基于大數據的增材制造工藝開發(fā)軟件平臺(共性關鍵技術類)

研究內容:研究增材制造數據實時接入技術，開發(fā)多源異構數據分析技術;建立離網/并網的數據庫，開發(fā)基于大數據機器學習的增材制造云端智能工藝選擇、自主優(yōu)化及質量控制方法;研究基于增材制造裝備全工藝過程的實時運行狀態(tài)智能識別、自適應閉環(huán)調整、故障診斷檢測、遠程運維等關鍵技術;開發(fā)大數據和信息模型驅動的增材制造工藝優(yōu)化與質量控制軟件。

考核指標：大數據和信息模型驅動的增材制造工藝優(yōu)化與質量控制軟件：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，復雜模型的幾何和工藝特征識別及分類時間小于 20s，具有云端遠程工藝優(yōu)化功能，同類型工藝—結構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、車輛等領域實現(xiàn)應用，建立含不少于 2 萬個制件制造過程及質量信息的數據庫；編制數據定義、硬件接口規(guī)范、軟件接口協(xié)議、質量評價等相關技術標準≥5項，形成團體標準并發(fā)布，并立項國家標準 1~2 項。

              

關鍵詞:增材制造，大數據，工藝優(yōu)化。

2.5 聲功能結構定制化設計軟件與增材制造（共性關鍵技術類）

研究內容:面向復雜多約束工業(yè)場景下聲功能結構制造需求，研究增材制造金屬/非金屬復合特征結構對聲波吸收與散射的聲振行為及調控機理、聲結構模板自匹配填充算法、大型承載一聲控結構增材制造異質界面控制及形性調控等關鍵技術;研發(fā)面向增材制造工藝的聲功能結構定制化設計優(yōu)化軟件、增材制造裝備;開展聲功能結構性能與功能評價及空氣與水下環(huán)境的應用驗證。

考核指標:聲結構設計分析與優(yōu)化一體化軟件 1套，增材制造聲結構模板≥100 套;大型聲結構金屬/非金屬增材制造裝備 1套:成形聲功能結構直徑≥5m、最小特征尺寸≤100um，聲控結構表面粗糙度≤10um，金屬/非金屬界面強度系數≥0.6; 增材制造聲控結構滿足:針對空氣介質聲控功能構件、吸聲系數≥0.85、工作溫度 ≥150°C，針對水下介質聲控功能構件、聲能透射率≤0.1、波束寬度≤15、耐壓≥0.5MPa，實現(xiàn)工業(yè)裝備、水下裝備等領域應用。

              

關鍵詞:聲功能結構，定制化設計，金屬/非金屬增材制造，結構功能一體化。

3 關鍵技術與裝備

3.1 多激光粉末床增材制造技術與裝備(共性關鍵技術類)

研究內容: 面向航空航天領域大尺寸復雜精密構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)控制等技術研究，攻克超重載運動平衡機構協(xié)同控制、20 束以上的多激光時序一掃描策略協(xié)同控制、多激光成形過程在線質量監(jiān)控自診斷智能處理等關鍵技術，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估體系。

   

考核指標: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，具備故障分級自診斷及質量在線監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)打印全程可追溯，設備平均無故障工作時間≥1000 小時;成形典型件不少于 5 種，最大單向尺寸≥1300mm，在航空航天等領域實現(xiàn)應用或驗證，制定相關標準≥5 項。

關鍵詞: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與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容：針對大型難焊高溫材料復雜構件的制造需求，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)測等技術研究，突破粉末床熔融全過程溫度和精度保持，熱應力控制、裂紋抑制及組織性能一致性控制等關鍵技術，研制增材制造裝備，開發(fā)大尺寸難焊高溫材料復雜構件低應力增材制造工藝技術。

              

考核指標: 多電子束高溫粉末床熔融增材制造裝備:電子槍數量≥4臺，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,設備平均無故障工作時間≥1000小時;單電子槍功率≥6kW，最小束斑直徑≤200um;實現(xiàn)使役溫度 900°C以上難焊高溫合金復雜構件制造，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于同材料鑄造件提高10%，并在能源動力、航空航天等領域實現(xiàn)應用或驗證。

關鍵詞: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半導體材料激光制造技術與裝備(性關鍵技術類）

研究內容:面向半導體材料微細結構高精度加工需求，探索激光矢量光場整形作用下的典型半導體材料應力、缺陷演化規(guī)律，揭示微細結構制造質量對器件性能的影響機制，攻克矢量光場整形、光束旋轉運動空間姿態(tài)調控等關鍵技術，研制半導體材料激光制造裝備，開發(fā)陣列方形微槽、微流道、材料內部曲面成型切割等3類精密制造工藝。

   

考核指標:光束旋轉運動空間姿態(tài)調控加工頭:加工誤差100mmx100mm,運動軸定位精度

關鍵詞:激光微納制造，空間整形，半導體材料，陣列微結構

3.4 高強韌鈦合金增材制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容:開展激光增材制造高強韌鎮(zhèn)合金材料設計、激光熔化沉積微區(qū)調控、多重固態(tài)相變聯(lián)動調控等技術研究，攻克多束高功率激光大型復雜合金構件制造過程內部缺陷抑制和應力控制等關鍵技術，發(fā)展大型鐵合金構件抗疲勞與高損傷容限結構設計和制造方法，研制成套激光增材制造裝備。

考核指標: 大型激光增材制造裝備: 沉積態(tài)壁厚誤差優(yōu)于±0.5mm構件變形量小于3mm/1000mm,成形效率不低于10kg/h;設備平均無故障工作時間 ≥1500 小時; 成形的大型復雜構件尺寸≥1mxlmx5m，內部缺陷達到銀件超聲檢測AAA 級水平，疲勞和裂紋擴展壽命預測誤差小于 10%;高強韌鐵合金斷裂韌性不低于110MPa.m1/2，經不少于3 批次驗證，抗拉強度不低于 920MPa,多批次抗拉強度變異系數小于 3%;在航空航天領域實現(xiàn)應用或驗證，制定相關國家、行業(yè)或團體技術標準≥3 項。

關鍵詞:鐵合金，激光增材制造，高強韌，大型復雜構件

3.5纖維復合材料增材制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容: 針對大型高性能多功能復合材料構件制造需求研究基于增材制造的多功能復合材料一體化設計方法;突破宏微觀多級界面結合性能梯度調控、短/連續(xù)纖維多噴頭分區(qū)域協(xié)同成形、實時監(jiān)測與打印參數動態(tài)優(yōu)化等關鍵技術;研制大型短/連續(xù)纖維復合增材制造裝備。

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

關鍵詞:功能復合材料，短/連續(xù)纖維，增材制造，無人裝備

3.6極薄強韌陶瓷義齒增材制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容:針對牙齒缺損微創(chuàng)/無創(chuàng)修復的需求，開展整體強韌、邊緣極薄、粘接面具有圖案化微結構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制，以及光能量傳播與陶瓷光固化反應能量的耦合調控方法;研究打印窗、漿料層與固化層的微力分離技術，各向異性極薄陶瓷打印件燒結的非均勻補償技術;研制陶瓷光固化增材制造樣機;開展應用驗證研究

考核指標: 建立光傳播能量調控與光固化反應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 200 倍，撓曲強度≥2950MPa;陶瓷光固化增材制造裝備:成形幅面≥100mmx100mm，單版45顆義齒成形時間≤8h; 在微創(chuàng)/無創(chuàng)牙齒缺損修復領域實現(xiàn)應用驗證，邊緣密合度優(yōu)于30um。

關鍵詞:陶瓷，微立體光固化，極薄義齒，光能量調控

3.7 激光微細制孔與異質連接技術與裝備（共性關鍵技術類）

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

考核指標:超快激光制孔與連接的成套裝備:加工尺寸范圍≥500mmx500mmx600mm，增透微結構最小孔徑≤2um，加工精度≤1um，深徑比≥1:1，設備平均無故障工作時間≥1000 小時;實現(xiàn)不少于3種材料/結構類型的構件制造:口徑≥150mm，單個構件加工時間≤5h，透射率較基材提升量≥10%，異質材料連接強度 ≥130MPa;在航空、航天和光電等領域實現(xiàn)應用或驗證。

關鍵詞: 超快激光，微群孔，無膜增透，異質連接

  

3.8 功能圖案激光還原制造術與裝備(共性關鍵技術)

研究內容: 面向超大尺寸介質表面金屬功能圖案制造需求開展超快激光誘導金屬前驅體還原過程中的光一熱一還原過程、時空頻協(xié)同整形超快激光高效精密還原制造新方法等研究，攻克介質一金屬界面光致物理嵌合/化學鍵合控制、多機路徑規(guī)劃仿真與協(xié)同控制等關鍵技術;發(fā)展視覺協(xié)同的動態(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)多機協(xié)同超快激光制造裝備。

考核指標:超快激光多機協(xié)同制造裝備: 在幅面≥1mx50m的可展收介質表面實現(xiàn)圖案微結構制造，微結構尺寸精度優(yōu)于±10um、單元圖案定位精度≤15um、拼接精度≤0.1mm，單機直寫速率≥1x108um2/s 且還原效能≥1.5x106um2/ ( Ws)，設備平均無故障工作時間≥1000 小時;金屬圖案微結構方阻≤0.4/sq，金屬圖案一電介質光致結合強度達1 級以上(GB/T 9286 ) 在航天領域實現(xiàn)應用或驗證。

關鍵詞: 光還原，金屬圖案，介質表面，超大尺寸

3.9 熱控/減震功能構件增材制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容:面向航天飛行器對“熱控/減振/承載”功能結構體化構件設計與制造技術需求，研究基于宏介觀結構梯度分布的力一熱多目標輕合金結構優(yōu)化設計方法，攻克“介觀一宏觀”跨尺度特征結構的激光模式/束斑尺寸控制、增材制造形性協(xié)同調控等關鍵技術，開展跨尺度功能結構“設計一制造一評價”研究開發(fā)增材制造裝備與成套工藝。

考核指標:增材制造裝備:微細特征成形精度優(yōu)于0.05m，宏觀尺寸≥500mmx500mmx1000mm;成形強度≥550MPa，二維導熱強化傳熱區(qū)域溫度均勻性優(yōu)于1°C/200mm，相比傳統(tǒng)結構減重≥30%;可承受載荷≥30kN，產生的反沖力≤45kN，吸能能力≥1000J;宏觀膨脹系數≤0.1ppm/K，減隔振時域均方根衰減率≥80%;在深空探測、載人登月、衛(wèi)星等航天器結構實現(xiàn)應用或驗證。

關鍵詞:跨尺度功能結構，多目標優(yōu)化設計，增材制造航天器

3.10 微細復雜形貌結構激光制造技術與裝備(共性關鍵技術類)

研究內容:面向航空航天、高鐵等領域仿生部件制造需求研究激光高速空間光場合調控的三維微細起伏形貌結構成形機制，建立“高溫脫附、高速減阻、防覆冰”分級仿生功能結構模型，揭示復雜形貌結構制造質量對仿生性能的影響機制;攻克微觀結構成形過程在線監(jiān)測、高速空間光場耦合調控、空間結構分層制造算法等關鍵技術;研制激光制造裝備和成套工藝。

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

關鍵詞:激光微納制造，仿生功能結構，空間結構分割，高速光場調控

3.11 仿生異質性組織工程半月板增材制造技術與裝備(共性關鍵技術類)

研究內容:針對半月板損傷修復的需求，研發(fā)仿生異質性組織工程半月板支架設計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)測及孔隙結構高精度制造技術;研究面向增材制造三維支架的干細胞精確分區(qū)接種、生長因子分區(qū)釋放、模量分區(qū)調控和半月板功能重建等仿生異質性半月板構建技術;開展組織工程仿生半月板體外及大動物體內驗證和評估，以及半月板支架與干細胞復合移植臨床前研究。

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

3.12 激光超聲復合精密制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容:研究超聲振動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理,探索激光能場復合低損傷加工方法攻克多參量精確協(xié)同調控、軌跡規(guī)劃、精確導航、在線監(jiān)/檢測等關鍵技術，開發(fā)激光復合能場自適應加工工藝與裝備。

考核指標:激光復合能場制造 CAM 軟:具有定位檢測與加工導航功能，可實現(xiàn)復雜三維曲面構件的定位一監(jiān)/檢測一加工一體化;激光復合能場加工裝備 2 套:平均無故障工作時間≥1000小時;微孔深徑比≥25:1、最小孔徑直徑≤0.3mm、孔側壁粗糙度 Ra≤0.8um，加工效率優(yōu)于3 分鐘/孔，重鑄層≤1um;復雜構件表面特征結構加工尺寸精度≤5um; 建立相關工藝規(guī)范和標準在航空航天領域實現(xiàn)應用或驗證。

關鍵詞:激光復合能場，難加工材料，復雜構件、精確導航

3.13 移動式復雜現(xiàn)場環(huán)境增材制造技術與裝備(共性關鍵技術類)

研究內容: 針對高原高寒、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控技術，攻克增材制造微缺陷在線識別與飛秒激光精準去除、應急保障增材制造復雜精細構件的分級評價、高效率增材制造方艙的強機動性和強環(huán)境適應性設計與集成等關鍵技術，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)的應用或驗證。

考核指標: 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，平均無故障時間≥500 小時;捷方艙:尺寸不大于 7mx2.5mx2.5m，重量不大于6噸(含成形設備、后處理等)，“機動一工作”狀態(tài)轉換時間≤30 分鐘;形成應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、地面特種裝備維護保障實現(xiàn)應用驗證，并通過 3500米以上高原、南海島礁、高低溫 (-45°C~55°C)等環(huán)境考核驗證。

關鍵詞:應急保障，極高效率，金屬增材制造，復雜環(huán)境

3.14 大尺寸特種陶瓷增材制造技術與裝備（共性關鍵技術類）

研究內容:研究氧化物、碳化物、氮化物等大尺寸特種陶瓷構件增材制造的材料組分一工藝一微結構一性能一體化設計方法;攻克高粘稠材料光固化及實時清理等多工藝復合成形關鍵技術，研制增材制造裝備與成套工藝;建立多層、復雜內腔構件的三維結構特征尺寸精度檢測方法及評價標準。

考核指標: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，多層陶瓷構件產品層數≥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，陶瓷構件三維測量精度優(yōu)于 10m，平均無故障工作時間≥1000 小時;成形件高溫變形量≤0.5%(1650°C),斷裂韌性≥10MPa.m1/2，韋伯模數≥10;實現(xiàn)大型復雜特種陶瓷構件的制造，最大尺寸≥1000mm，在航空、航天、能源化工等領域實現(xiàn)應用或驗證，制定相關國家、行業(yè)或團體技術標準≥5 項。

關鍵詞:大尺寸，特種陶瓷，增材制造，工藝復合

3.15 同質/異質合金復合材料構件激光能焊接技術與裝備(共性關鍵技術類)

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

考核指標:激光智能焊接裝備: 實現(xiàn)同質結構、異質結構的高強鋁合金復合材料智能化焊接,焊件尺寸≥1m,熔深≥8mm時，接頭氣孔尺寸≤0.2mm，無焊接裂紋，設備平均無故障工作時間≥1000 小時;鋁基復材同質結構接頭彈性模量≥90GPa、接頭強度 ≥350MPa; 鋁基復材一鋁合金異質結構接頭彈性模量≥80GPa、接頭強度≥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、汽車領域實現(xiàn)應用或驗證。

              

關鍵詞:鋁基復合材料，激光焊接。

4 典型應用示范

4.1 激光剝片/減薄技術在電子制造領域的應用示范(應用示范類）

研究內容:面向第三代半導體晶錠、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改質層區(qū)域裂紋擴展機制及形成規(guī)律;攻克像差校正的空間整形、內部高速切割與同步控制、分片等關鍵技術:開發(fā)涵蓋化學機械研磨的高質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: 內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)，設備平均無故障工作時間≥1000小時:在電子制造領域實現(xiàn)示范應用。

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

關鍵詞:激光剝片，減薄，晶錠，晶圓

4.2 航天發(fā)動機大尺寸薄壁整體構件增材制造應用示范（應用示范類）

研究內容:針對航天固體、液體、沖壓發(fā)動機對高性能大型復雜構件的整體制造需求，開展大型弱剛度多筋構件輕量化設計及激光增材制造技術示范應用研究，攻克弱剛度約束條件下增材制造和后處理整體構件組織性能控制，構件抗變形結構優(yōu)化、成形過程應力控制等關鍵技術，開發(fā)弱剛度多筋構件的質量評價與考核驗證技術。

考核指標: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，增材制造構件一體化設計和制造后，零件數量減少≥30%，結構剛度提升≥30%，減重≥20%，制造周期縮短≥50%，成本降低≥30%; 構件力學性能達到同牌號鍛鑄件標準，力學性能離散度≤5%;形成航天領域增材制造設計、加工、檢測標準規(guī)范不少于 10 項;并在 5 種以上航天動力裝備構件制造上實現(xiàn)應用示范，不少于 2 種通過熱試車考核。

有關說明: 由企業(yè)牽頭申報。亮點:實現(xiàn)尺寸大于 1 米的航天發(fā)動機高性能大型弱剛度復雜構件的高精度整體制造?？己朔绞?選取航天發(fā)動機 1 米以上典型構件進行優(yōu)化設計和制造，分別采用傳統(tǒng)制造方式和增材制造方式進行制造工藝設計，并采用增材制造對典型零件進行制造，對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、數量、制造周期制造成本差異，對零件性能進行測試評價，按照裝機要求進行零件力學性能考核測試。

關鍵詞:航天動力裝備，增材制造，弱剛度復雜構件

4.3 面向快換產的復雜功能構件模化增材制造應用示范(應用示范類)

研究內容:針對航天航空等領域高端裝備對功能構件多品種、變批量、短周期規(guī)?；霾闹圃斓钠惹行枨螅タ顺尚芜^程多參量檢測與調控、功能構件快速響應批產工藝優(yōu)化、柔性成形艙設計等關鍵技術,研制面向規(guī)?；a的定制化增材制造設備構建面向規(guī)?；焖夙憫a的高柔性分布式智能生產網絡。

              

考核指標: 批量制造的航天航空功能結構產品構型種類 ≥15 類，不少于5 類產品通過裝機考核，不少于1類產品經過飛行試驗驗證，產品裝機數量≥1000 件;相比傳統(tǒng)工藝，工藝開發(fā)時間縮短 ≥50%，制造效率提升≥50%，粉末利用率提升≥30%;定制化增材制造設備: 構件力學性能偏離度≤3%，尺寸偏差波動≤10%，不同零件換產時間≤2h，平均無故障運行時間≥2000h;分布式智能生產網絡節(jié)點數量≥3 個，包含增材制造設備數量≥50臺。

有關說明:由企業(yè)牽頭申報。亮點: 建立國內首個分布式功能結構一體化零件增材制造生產線?？己朔绞? 選取航天航空飛行器典型關鍵功能結構零件進行考核測試，按照批產要求進行批量化制造，與傳統(tǒng)小批量制造進行對比，對比工藝開發(fā)時間、零件制造效率、力學性能偏離度、尺寸偏差波動等;采用 5 類典型構件，在建立的智能生產線上進行功能結構零件換產時間考核。

關鍵詞:增材制造，快速響應，規(guī)模化，功能結構

4.4 激光熔鍛原位修復應用示范（應用示范類）

研究內容: 面向軍民用重大裝備不可拆卸結構的現(xiàn)場高性能修復需求，研究原位激光熔鍛修復層組織、缺陷和應力的控制方法，開展復雜環(huán)境雙激光聯(lián)動、激光熔覆沉積與沖擊強化工藝匹配優(yōu)化、原位修復結構應力重構與疲勞壽命評估等技術研究，研制移動式激光熔鍛修復裝備。

考核指標: 移動式激光熔鍛原位修復裝備:雙激光現(xiàn)場光纖傳輸距離≥20m，修復效率≥300cm/h，設備現(xiàn)場展開時間≤2h平均無故障工作時間≥1000h; 合金、合金鋼等修復件的表面最大殘余壓應力≥屈服強度的30%,與常規(guī)單一激光熔覆修復相比，疲勞壽命提升≥30%;修復件應力重構誤差≤20%，疲勞壽命預測誤差在 2 倍分散帶以內;在航空航天、能源動力領域現(xiàn)場原位修復實現(xiàn)應用示范。

有關說明:由企業(yè)牽頭申報。亮點:研制移動式激光熔鍛原位修復裝備，實現(xiàn)航空航天、能源動力領域不可拆卸或難拆卸構件的現(xiàn)場原位修復。考核方式: 在機場對飛機機體內的構件進行不拆卸修復，在外場對石油化工管道進行不拆卸修復，考核修復效率和設備現(xiàn)場展開時間，修復后，將零件拆卸，對修復區(qū)域的疲勞壽命進行考核。

關鍵詞:激光熔鍛，抗疲勞，壽命評估，不可拆結構原位修復

4.5 高適配人工膝關節(jié)增材制造應用示范(應用示范類)

研究內容:面向人口老齡化加劇以及患者對膝關節(jié)置換的需求，研究基于 CT 和磁共振多模態(tài)融合的個性化人工膝關節(jié)AI輔助快速設計、產品與手術快速虛擬驗證等技術，開發(fā)高適配人工膝關節(jié)增材制造組織強韌化調控與評價技術，開展手術中關節(jié)適配性、覆蓋率、下肢力線及關節(jié)功能等醫(yī)工交互驗證。

考核指標:增材制造高適配人工膝關節(jié)在臨床應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;個性化高適配人工膝關節(jié)手術>300 例、標準全膝置換對照 ≥300 例;發(fā)布個性化全膝置換臨床路徑、診療專家共識、手術操作規(guī)范、快速康復專家共識:面向增材制造的 AI輔助快速產品設計、產品和手術虛擬驗證軟件;制定激光增材制造工藝、個性化人工膝關節(jié)設計、臨床醫(yī)工交互驗證標準>5 項;增材制造高適配人工膝關節(jié)獲三類醫(yī)療器械注冊證。

有關說明: 由企業(yè)牽頭申報。亮點: 增材制造個性化高適配人工膝關節(jié)獲三類醫(yī)療器械注冊證，并實現(xiàn)批量臨床手術應用考核方式: 選取典型膝關節(jié)治療病例，進行高適配人工膝關節(jié)增材制造，對制造假體進行力學性能測試;通過病歷報告，臨床手術報告對臨床手術應用進行考核驗證。

關鍵詞:增材制造，全膝人工關節(jié)，AI 輔助決策

4.6 復雜型面三維激光智能切割(應用示范類，科技型中小企業(yè)項目)

研究內容:面向復雜型面車身覆蓋件精密切割需求，開展切割誤差產生機理和控制方法研究，攻克新型 8 軸結構設計和運動軌跡控制等關鍵技術,研發(fā)囊捌豹濱三維光纖激光切割頭及專用控制系統(tǒng)，研制適用于復雜型面汽車結構件的三維激光切割裝備。

考核指標:新型8 軸聯(lián)動 (3+2+1+2)三維光纖激光切割裝備:單機工作范圍≥6000mmx1500mmx700mm，移動軸定位精度≤0.06mm、速度≥110m/min，旋轉軸定位精度≤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，設備平均無故障工作時間≥1000h;應用于復雜型面車身覆蓋件精密切割。

關鍵詞: 三維激光切割，復雜型面切割，車身覆蓋件，運動軌跡控制

4.7 高深徑比玻璃通孔激光高效制造技術 (應用示范類，科技型中小企業(yè)項目)

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

考核指標：超快時空整形、在線監(jiān)測與同軸對焦等 2 類關鍵模塊；超快激光誘導玻璃刻蝕微孔裝備：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；應用于電子制造或醫(yī)療領域，銷售數量≥20 臺。

              

關鍵詞：激光誘導，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（應用示范類，科技型中小企業(yè)項目）

研究內容：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鍵技術，開展飛秒激光加工超高溫壓力傳感器綜合性能評估研究。

              

考核指標：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、新能源等領域實現(xiàn)應用。

關鍵詞：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（應用示范類，科技型中小企業(yè)項目）

研究內容：針對傳統(tǒng)激光粉末床熔融增材制造在具有空腔和懸空結構的零件制造時存在輔助支撐結構多、后處理工藝復雜等問題，研究低應力、無支撐結構的金屬激光粉末床熔融增材制造技術；研究鋪粉過程對成形構件姿態(tài)的影響機制、小角度下表面和懸垂面成形控制技術，發(fā)展無支撐增材制造的質量控制技術；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：無支撐激光粉末床熔融增材制造裝備：實現(xiàn)不小于 200mm×200mm×200mm 復雜結構零件制造，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；應用于航空或航天等領域。

關鍵詞：粉末床熔融，無支撐，下垂面成形，熱應力控制

“增材制造與激光制造”重點專項2023年度項目申報指南形式審查條件要求

申報項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)定時間內出具推薦函。

（2）申報單位同一項目須通過單個推薦單位申報，不得多頭申報和重復申報。

（3）項目申報書（包括預申報書和正式申報書，下同）內容與申報的指南方向相符。

（4）項目申報書及附件按格式要求填寫完整。

              

2. 申報人應具備的資格條件

              

（1）項目（課題）負責人應為 1963 年 1 月 1 日以后出生，具有高級職稱或博士學位。

（2）青年科學家項目負責人應具有高級職稱或博士學位，男性應為 38 周歲以下（1985 年 1 月 1 日以后出生），女性應為 40周歲以下（1983 年 1 月 1 日以后出生）。

原則上團隊其他參與人員年齡要求同上。

（3）受聘于內地單位的外籍科學家及港、澳、臺地區(qū)科學家可作為項目（課題）負責人，全職受聘人員須由內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提供聘用的有效材料，并作為項目預申報材料一并提交。

（4）參與重點專項實施方案或本年度項目指南編制的專家，原則上不能申報該重點專項項目（課題）。      

（5）誠信狀況良好，無在懲戒執(zhí)行期內的科研嚴重失信行為記錄和相關社會領域信用“黑名單”記錄。

（6）中央和地方各級國家機關的公務人員（包括行使科技計劃管理職能的其他人員）不得申報項目（課題）。

（7）項目申報人員滿足申報查重要求。

              

3. 申報單位應具備的資格條件

              

（1）在中國大陸境內登記注冊的科研院所、高等學校和企業(yè)等法人單位。

國家機關不得作為申報單位進行申報。

（2）注冊時間在 2022 年 6 月 30 日前。

（3）誠信狀況良好，無在懲戒執(zhí)行期內的科研嚴重失信行為記錄和相關社會領域信用“黑名單”記錄。

4. 本重點專項指南規(guī)定的其他形式審查條件要求青年科學家項目不再下設課題，項目參與單位總數不超過 3 家。