2018年增材制造與激光制造重點專項將獲7億國撥經費支持

日前，科技部發布《增材制造與激光制造重點專項2018年度項目申報指南》。根據指南，2018 年在 2 個技術方向啟動 30 個研究任務，擬支持 30-60 個項目，擬安排國撥經費總概算為 7 億元左右。

以下是30個研究方向的研究內容

1．增材制造

1.1 基于增材制造的智能仿生結構設計技術（基礎前沿類）

研究內容：探索形狀記憶材料增材制造新原理和新工藝，形成與制造工藝匹配的改性技術和可實現熱/光/電/磁等激勵響應的專用材料；研究形狀記憶材料增材制造結構的智能變形行為，揭示從成形材料組織、性能、功能到制品行為的映射規律；發展基于形狀記憶材料增材制造的智能仿生結構設計技術，在滿足系統輕量化、功能融合等要求下，實現包括精確智能變形在內的功能和效能提升；在生物醫療、航空航天、汽車等領域開展功能應用驗證。

1.2 大功率高精度數字式掃描電子槍系統（重大共性關鍵技術類）

研究內容：面向金屬粉末床增材制造工藝需求，提升電子槍的使用壽命，研發電子加速與束流強度的精確控制技術，提高電源的可靠性和加速電壓的穩定性；研究適于選區熔化的電子光學設計及高精度數字式掃描系統，提高束斑質量和掃描精度；研發四槍以上陣列式電子槍系統，擴大電子束精確掃描的范圍；研發電子槍運行狀態的監控和自診斷、自恢復技術，提高其運行的可靠性。

1.3 面向增材制造的模型處理以及工藝規劃軟件系統（重大共性關鍵技術類）

研究內容：適用于各種增材制造技術的普適性數字模型處理方法（包括適應多材料、多尺度結構的數字模型）；針對數字模型的高效切片算法（包括曲面切片）；增材制造典型結構件的高效路徑規劃算法；工藝仿真優化工具軟件；算法和軟件工藝驗證，形成軟件工藝庫系統。形成國產增材制造通用軟件系統。

1.4 微納結構增材制造工藝與裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：研究復雜三維微納結構增材制造新原理和新工藝，解決三維微納結構制造的共性科學與技術問題，研發與微納結構增材制造工藝及器件功能需求匹配的成形材料體系，實現功能化的微納結構與宏觀結構一體化快速制造，開發微納增材制造裝備樣機；以微機電系統、傳感器、微納光學，精密醫療器件，柔性電子器件等為應用對象，開展器件制造應用實驗，形成具有重大應用前景的新型功能器件樣件，實現具有微納特征的三維結構與功能一體化制造。

1.5 可降解個性化植入物的增材制造技術與裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：可降解生物材料的增材制造設備、工藝與植入物個性化設計軟件；與增材制造工藝匹配的可降解材料；個性化可降解醫學植入物設計原理、增材制造和臨床試驗應用研究。

1.6 多細胞精準 3D 打印技術與裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：多細胞體系的 3D 打印設備和細胞存活維持系統；細胞與基質材料一體化的生物打印墨水體系；以復雜人體組織和器官為對象的藥物模型和動物試驗研究。

1.7 高性能聚合物材料醫療植入物增材制造技術（重大共性關鍵技術類）

研究內容：研發高性能聚合物材料醫療植入物增材制造技術；適用醫療植入要求的聚合物材料增材制造材料體系；增材制造聚合物醫療植入物臨床試驗應用。

1.8 移動式增材修復與再制造技術與裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：針對等大型高價值裝備的快速現場維修需求，研究現場增材修復與再制造工藝與裝備；針對現場增材修復與再制造的快速三維測量、數模分析、成形策略、數模分層及路徑規劃軟件；零件現場可修復性與再制造性的定性和定量評價方法；適用于現場增材制造維修的集約化材料設計；現場熱處理及后續加工策略；修復件無損檢測與服役壽命預測，以及性能評價和考核。

1.9 增材制造件后續電化學精整加工的整體制造策略與工藝技術（重大共性關鍵技術類）

研究內容：針對現有金屬增材制造技術難以同時兼顧高效率和高精度制造的瓶頸問題，研究兼備高效率和高精度的增材制造與電化學精整加工的整體最佳制造策略與工藝技術，建立增材制造金屬零件結構特征、材料組織、應力狀態與電化學精整加工的工藝匹配關系。

1.10 在傳統制造結構件上增材制造精細結構（重大共性關鍵技術類）

研究內容：針對現有金屬增材制造技術難以兼顧高效率和低成本制造的瓶頸問題，研究在鍛件上增材制造局部精細結構；在機械加工件上增材制造局部精細結構；在鑄件上增材制造局部精細結構。

1.11 金屬增材制造的高頻超聲檢測技術與裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：不同時、空調制下，超聲激勵方法在金屬增材制件中激發超聲的作用機理和規律；增材制造的材料組織、冶金缺陷、應力狀態與高頻超聲的相互作用規律、數據分析與特征提取方法；高抗干擾性的在線及離線的非接觸式高頻超聲測量方法與裝備技術。

1.12 基于 Web 環境的消費級 3D 打印在線處理服務技術應用示范（應用示范類）

研究內容：針對消費級 3D 打印應用的并發性高、價格敏感性高、個性化要求高以及用戶專業化程度低的特點，研究基于Web 的輕量化在線建模技術；超大規模三維數據并行處理技術；個人消費級的 3D 打印物體精準彩色上色技術。

1.13 高強鋁合金增材制造技術在大型客機和民用航天制造中的應用示范（應用示范類）

研究內容：針對國產大型客機和民用航天高強鋁合金結構件，研究基于增材制造工藝的大型客機和民用航天結構件優化設計方法；批量化增材制造的工藝穩定性和性能評價；基于增材制造工藝的專用高強鋁合金設計許用值；民機適航條款符合性驗證方法以及可靠性評價方法；基于增材制造的大型客機“材料-設計-工藝-檢測-評價”全流程技術體系。

1.14 增材制造支撐動力裝備設計、制造和維修全流程優化的應用示范（應用示范類）

研究內容：針對航空發動機和燃氣輪機等動力裝備，研究基于增材制造的創新設計、快速研發、高性能制造和快速維修全流程優化技術，并進行應用示范，包括面向系統級、性能優先的功能集成化設計，新產品研發的快速迭代技術，高性能、高效率和經濟可行的增材制造技術。

1.15 超大結構件高效率低成本增材制造技術的應用示范（應用示范類）

研究內容：針對國家重點工程任務，或其它量大面廣、經濟效益顯著的工業應用需求，進行高效率低成本增材制造技術的應用示范研究，綜合應用各種增材制造技術及其與傳統制造技術相結合的方法，研究基于增材制造的結構優化設計，高效率、低成本的制造方法，后處理技術與分析檢測技術，增材制造零部件的性能、效率與成本的綜合評價。

1.16 增材制造陶瓷鑄型在熔模精密鑄造中的應用示范（應用示范類）

研究內容：針對高端裝備領域高性能、精密復雜結構鑄件采用傳統熔模精密鑄造工藝存在的質量不穩定和生產周期長的問題，開展增材制造整體結構陶瓷鑄型（模殼與型芯一體化增材制造）的應用示范研究，包括陶瓷鑄型結構設計，陶瓷材料優化設計，陶瓷鑄型的增材制造，增材制造陶瓷鑄型熔模精密鑄造全流程工藝技術，陶瓷型高溫性能、精度、制造效率與成本的綜合評價，在國家重大工程任務中開展應用示范。

1.17 高性能聚合物零部件增材制造技術的應用示范（應用示范類）

研究內容：針對航空航天、汽車、船舶等領域高性能復雜結構聚合物零部件的制造需求，在產品優化設計、高性能聚合物材料、增材制造裝備、工藝數值模擬與優化、環境適用性和環保性、性能檢測與質量評價方法等方面開展系統的增材制造示范應用，實現顯著縮短制造周期，降低制造成本的產業化應用目標。

1.18 砂型 3D 打印支撐的智能鑄造產業化應用示范（應用示范類）

研究內容：針對傳統鑄造業綠色化和智能化轉型的國家重大需求，進行砂型 3D 打印（包含基于 3D 打印的復合造型技術）支撐的智能鑄造產業化應用示范研究，包括作為智能鑄造車間核心單元的砂型 3D 打印生產線，砂型 3D 打印應用于智能鑄造的全流程工藝技術，3D 打印砂型在工業規模智能化鑄造生產中的應用示范。

1.19 口腔修復體 3D 打印應用示范（應用示范類）

研究內容：面向口腔修復開展 3D 打印技術應用示范，研究滿足口腔修復體力學性能和精度需要的材料以及 3D 打印工藝，建立從牙齒數字三維數據高精度測量、口腔修復體設計、3D 高精度打印以及功能匹配評價的系統應用，形成高效低成本的口腔修復應用系統。

1.20 個性化醫學假肢與肢具的增材制造應用示范（應用示范類）

研究內容：以假肢、肢具、矯正器等個性化康復與治療為目標，進行增材制造技術應用示范，建立高效三維測量和個性化設計軟件、增材制造、適用評估和臨床應用系統。

1.21 個性化醫療功能模型 3D 打印技術應用（應用示范類）

研究內容：開展復雜人體組織器官手術規劃和技能培訓的 3D打印功能模型應用示范，顯著提高人體復雜模型 3D 打印的色彩精準性、影像對比度、質感及功能擬人化程度，推動多組織器官功能模型的大規模應用。

2．激光制造

2.1 飛秒激光精密制造應用基礎研究（基礎前沿類）

研究內容：面向信息、新能源、交通、醫療等領域中的國家重大需求和國民經濟主戰場中核心結構關鍵制造挑戰，搭建飛秒激光與材料相互作用的亞飛秒時間分辨率檢測系統，揭示加工中的調控規律；研究激光與材料相互作用三維微納米尺度成形和性能調控規律，調控加工中的物理化學過程，發展飛秒激光共振吸收等微納加工新方法；解決高深徑比微孔、高保真集成量子門、新型高溫振動傳感器等制造技術瓶頸，開發飛秒激光制造裝備，解決相關制造挑戰，實現重大應用。

2.2 面向制造業的大功率半導體激光器（重大共性關鍵技術類）

研究內容：基于國產的半導體激光芯片，開展雙微通道散熱、熱沉、大功率多光束合成、光纖耦合、光束整形等關鍵技術及半導體激光器失效機制等研究，突破芯片腔面特殊處理技術與工藝、大功率半導體激光器制造、集成、封裝、測試及可靠性等國產化、批量化生產技術。在增材制造/激光制造裝備上進行應用示范。

2.3 微納結構激光跨尺度制造工藝與裝備（共性關鍵技術）

研究內容：研究激光與材料相互作用的物質瞬態弛豫過程，探索激光誘導自組干涉微納結構的調控機制，研究微細結構、功能陣列微孔高效制造、減阻功能微結構制造新方法，突破宏-微-納跨尺度激光納米級加工中運動基準與驅動系統存在的耦合干擾問題，攻克光束零位漂移補償與激光器參數優化控制等關鍵技術，開發成套裝備。實現不少于 3 類具有重大應用前景的跨尺度微納功能器件制造。

2.4 基于衍射光學元件的激光并行制造工藝及裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：探索激光與纖維類復合材料的相互作用機理，研究基于衍射光學元件的激光并行制造新方法，研究并行激光加工智能監測及反饋系統，研究激光并行制造成套裝備技術。

2.5 激光高精度快速復合制造工藝與裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：研究激光與多種制造方法的復合（如等離子體、機械等）協同制造技術，攻克精密表面的高分辨檢測與激光制造同步技術，高效率低缺陷激光復合加工技術，探索多物理量復合技術以及激光復合制造過程原位檢測技術和質量控制方法，開發激光復合制造裝備。

2.6 激光精密去除技術與裝備（重大共性關鍵技術類）

研究內容：探索 IC 領域激光高效窄槽切割、精細拋光新方法，研究先進精密零件曲面高精度選擇性區域雕刻等制造技術，攻克電光調制等精密控制、界面強度激光檢測等關鍵技術，研究宏微跨尺度激光加工和先進封裝工藝，開發激光加工成套裝備。

2.7 大型薄壁構件激光焊接技術應用示范（應用示范類）

研究內容：針對大型薄壁金屬構件，研究高安全和高質量要求的激光焊接工藝、激光焊接機理與焊縫的主要失效行為、激光焊縫跟蹤定位技術及焊接變形控制技術，研究高可靠性成套裝備技術。

2.8 厚板、中厚板激光焊接技術應用示范（應用示范類）

研究內容：針對厚板（厚度≥70mm）、圓周中厚板（厚度≥8mm）金屬管材，探索激光焊接和激光電弧復合焊接新方法，設計集激光焊與電弧焊于一體的復合焊炬；研究焊縫缺陷形成機理及其檢測與控制技術、熱應力調控技術、焊接精度控制技術，以及激光/電弧合焊接系統的運動控制技術。完成系統激光器起停及輸出功率的變化、弧焊參數的變化等控制任務，研究高可靠性成套裝備技術。

2.9 激光金屬制孔技術應用示范（應用示范類）

研究內容：研究圓孔激光精細制造新方法和高精度裝夾與自適應定位技術，攻克光束高速制孔掃描、噴孔等空腔零件加工對壁防傷等關鍵技術，探索激光加工工藝參數與小孔加工質量、倒錐孔精度控制、制造效率的關聯性，開發激光制孔成套裝備。

完整的指南請參考：“增材制造與激光制造”重點專項2018年度項目申報指南

材料牛編輯整理。