增材制造与激光制造重点专项.pdfVIP

“增材制造与激光制造”重点专项 2017 年度项目申报指南建议 为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006 － 2020 年）》和《中国制造 2025》等提出的任务，国家重点 研发计划启动实施“增材制造与激光制造”重点专项。根据 本专项实施方案的部署，现提出 2017 年度项目申报指南建 议。 本重点专项总体目标是：突破增材制造与激光制造的基 础理论，取得原创性技术成果，超前部署研发下一代技术； 攻克增材制造的核心元器件和关键工艺技术，研制相关重点 工艺装备；突破激光制造中的关键技术，研发高可靠长寿命 激光器核心功能部件、国产先进激光器，研制高端激光制造 工艺装备； 2020 年，基本形成我国增材制造与激光制造 的技术创新体系与产业体系互动发展的良好局面，促进传统 制造业转型升级，支撑我国高端制造业发展。 本重点专项按照“围绕产业链，部署创新链”的要求， 围绕增材制造与激光制造的基础理论与前沿技术、关键工艺 与装备、创新应用与示范部署任务。专项实施周期为 5 年 （2016 －2020 ）。 1．增材制造 1.1 面向增材制造的产品创新设计技术（基础前沿类） - 1 - 研究内容：研究面向金属增材制造的工艺约束建模方 法，结合结构功能与承载性能约束，发展复杂整体结构的高 性能轻量化拓扑优化方法，实现结构构型、功能组件布局、 多材料梯度布局的整体匹配优化设计；制定面向增材制造的 整体结构、多材料梯度结构优化设计的标准规范、软件，形 成可供工程化应用的增材制造结构优化设计技术体系。 考核指标：建立增材制造工艺约束模型和实现方法、典 型零部件结构优化设计方法及其性能评估模型，可处理 100 万以上变量及2 种以上不同类型设计变量的混合优化；整体 结构优化设计实现结构件数量减少50% 以上、功能和效能提 升15%以上；形成相关设计软件平台、设计标准和规范；实 现在航空、航天、能源、动力等领域的应用验证。 1.2 高效宽幅微滴喷射阵列打印头的研发（重大共性关 键技术类） 研究内容：微滴喷射阵列打印头的流体输送特性、微小 液滴形成与喷射过程、打印头寿命影响因素，液滴喷射品质 的评价方法；微滴喷射阵列打印头流道结构设计、芯片封装 过滤系统设计、MEMS 制造工艺和 CMOS 工艺设计优化及 集成方法；智能芯片设计及开发，芯片模块集成方法和校准 方式；打印头微滴喷射控制技术。 考核指标：模块化设计，微滴喷射阵列打印头喷嘴密度 大于1200 个/英寸；单位打印头模块≥100mm , 集成打印宽 - 2 - 幅≥900mm ，打印头最高工作频率≥20 kHz ，打印喷嘴寿命 大于2.5 亿次；可喷液体粘度范围1-100 CP。 1.3 智能化增材制造系统平台（重大共性关键技术类） 研究内容：增材制造元器件、材料工艺数据库、在线检 测反馈系统、系统决策控制融合，构建增材制造智能化平台 技术。建立工艺参数库和知识库，开发支持高精度成形的数 据处理算法和工艺数据库；建立在线检测系统与信息反馈系 统，形成保证成形精度和制件质量的智能化工艺参数系统； 研究装备系统的自诊断和自检测系统，形成智能在线预警和 设备自保护系统；建立增材制造过程的工业标准体系，实现 制造精度和质量的在线智能化控制。 考核指标：工艺数据库和工艺参数系统匹配不少于 10 种金属、高分子（含覆膜砂）和陶瓷材料，以及5 种以上的 增材制造工艺或装备；在线检测和反馈系统实施后，增材制 造制件的变形、孔隙和裂纹等缺陷工艺可控，制件质量稳定 性提高1 倍；在工程中得到实际应用，实施不少于100 个案例。 1.4 高性能大型金属构件电弧/ 电子束熔丝增材制造装备 与工艺（重大共性关键技术类） 研究内容：针对电弧/电子束熔丝增材制造的三维数模分 析、成型策略优化、数模分层及路径规划软件；大跨度机器 手或6