第一篇：增材制造技术路线图
增材制造与激光制造
附件6 “增材制造与激光制造”重点专项 2018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2018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;并实现产业化应用示范;到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，从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、创新应用与示范三个层次，围绕增材制造与激光制造两个方向，共部署10个重点研究任务。专项实施周期为5年(2016-2020年)。
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考核指标：单电子枪功率不小于3kW，最小束斑直径200μm;扫描范围不小于400mm400mm，精度优于100μm;电子枪系统无故障工作时间大于200小时;在电子束增材制造装备中得到应用验证。
1.3面向增材制造的模型处理以及工艺规划软件系统(重大共性关键技术类)
研究内容：适用于各种增材制造技术的普适性数字模型处理方法;针对数字模型的高效切片算法;增材制造典型结构件的高效路径规划算法;工艺仿真优化工具软件。
考核指标：建立普适性的模型处理软件，可自动生成不少于5种工艺支撑和不少于5种点阵结构;GB级数字模型切片时间不大于30分钟;适用于3种以上主流增材制造工艺的高效路径规划算法，能够自动识别增材制造模型工艺特征不少于5种，GB级数字模型自动工艺路径规划时间不大于1小时;开发不少于三种以上主流增材制造工艺(包括金属和非金属)的仿真优化工具软件。
1.4高负载旋转件增材制造技术与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：针对动力、能源等领域的叶片、叶盘、叶轮等高负载(高转速与高温)旋转件的增材制造需求，研究：基于增材制造的旋转件结构优化设计方法;旋转件增材制造工艺特性及组织和性能调控技术;高预热温度激光选区熔化增材制造装备;增材制造旋转件后续热处理、精整加工、检
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用研究。
考核指标：设备加工尺寸不小于300300300mm，制作精度不低于0.05mm;满足制造工艺的可降解材料5种以上，制作过程满足植入物安全规范，产品通过安全性评价，符合外科植入物国家/行业标准;植入物降解后达到组织的功能再生，临床试验 40例以上。
1.7 多细胞精准3D打印技术与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：多细胞体系的3D打印设备和细胞存活维持系统;细胞与基质材料一体化的生物打印墨水体系;以复杂人体组织和器官为对象的药物模型和动物试验研究。
考核指标：设备加工尺寸不小于300300200mm，保证85%以上细胞存活不小于10天;满足打印工艺的细胞材料(生物墨水)10种以上，材料与设备达到生物安全标准，药物和动物实验各20例以上;建立多组织与器官的打印工艺规范，满足国家生物医学安全相关规范或标准。
1.8高性能聚合物材料医疗植入物增材制造技术(重大共性关键技术类)
研究内容：聚醚醚酮等高性能聚合物材料医疗植入物增材制造技术;适用医疗植入要求的聚合物材料增材制造材料体系;增材制造聚合物医疗植入物临床试验应用。
考核指标：制作精度优于0.05mm，达到医疗植入标准的聚合物材料(粉料或线材)4种以上;制件拉伸力学性能
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术，建立增材制造金属零件结构特征、材料组织、应力状态与电化学精整加工的工艺匹配关系。
考核指标：最终制造件单方向尺寸不小于500mm，尺寸精度优于±0.05mm，表面粗糙度优于Ra 1.6μm;同等加工精度条件下整体制造效率较采用铣削方法精整加工提高3倍以上(以镍基高温合金为参考);具备成形加工空间曲面、凸台、孔等复杂结构的能力;建立相关的标准与规范，实现钛合金、高温合金等典型产品在国家重大工程中应用。
1.11在传统制造结构件上增材制造精细结构(重大共性关键技术类)
研究内容：针对现有金属增材制造技术难以兼顾高效率和低成本制造的瓶颈问题，研究：在锻件上增材制造局部精细结构;在机械加工件上增材制造局部精细结构;在铸件上增材制造局部精细结构。
考核指标：可在包括镍基高温合金、钛合金、铝合金和钢类合金的传统制造结构件上增材制造精细结构;复合制造的整体结构件不低于原件的综合力学性能;较传统制造方法效率提升一倍，成本降低30%以上;建立相关的工艺数据库和标准与规范。
1.12金属增材制造的高频超声检测技术与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：不同时、空调制下，超声激励方法在金属增材制件中激发超声的作用机理和规律;增材制造的材料组
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研究内容：针对国产大型客机高强铝合金结构件，研究：基于增材制造工艺的大型客机结构件优化设计方法;批量化增材制造的工艺稳定性和性能评价;基于增材制造工艺的专用高强铝合金设计许用值;民机适航条款符合性验证方法以及可靠性评价方法;基于增材制造的大型客机“材料-设计-工艺-检测-评价”全流程技术体系。
考核指标：建立满足适航审定要求的整套制造工艺、材料及评价体系文件;在保持同等刚度并满足相关服役要求的基础上相对传统制造方案实现减重10%，制造周期缩短20%;使用增材制造技术批量生产典型铝合金零件并装机应用，零件的主要性能离散度小于5%;应用国内自主研发的增材制造装备与技术成果。
1.15增材制造支撑动力装备设计、制造和维修全流程优化的应用示范(应用示范类)
研究内容：针对航空发动机和燃气轮机等动力装备，研究基于增材制造的创新设计、快速研发、高性能制造和快速维修全流程优化技术，并进行应用示范，包括：面向系统级、性能优先的功能集成化设计;新产品研发的快速迭代技术;高性能、高效率和经济可行的增材制造技术;高性能快速外场维修技术。
考核指标：建立动力装备系统级架构到典型功能部件的基于增材制造的创新设计方法、标准规范、制造工艺数据库及评价体系，形成轻重量、高性能、长寿命、高可靠、集约
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期长的问题，开展增材制造整体结构陶瓷铸型(模壳与型芯一体化增材制造)的应用示范研究，包括：陶瓷铸型结构设计;陶瓷材料优化设计;陶瓷铸型的增材制造;增材制造陶瓷铸型熔模精密铸造全流程工艺技术;陶瓷型高温性能、精度、制造效率与成本的综合评价;在国家重大工程任务中开展应用示范。
考核指标：1500℃铸型抗弯强度≥15MPa，成形相对精度优于0.2%;实现复杂结构高性能零件精密铸造，铸件不合格率相对于传统技术降低50%;实现国家重大工程任务中5种以上关键铸件的示范应用;应用国内自主研发的增材制造装备与技术成果。
1.18高性能聚合物零部件增材制造技术的应用示范(应用示范类)
研究内容：针对航空航天、汽车、船舶等领域高性能复杂结构聚合物零部件的制造需求，在优化设计、高性能聚合物材料、增材制造装备、工艺、环境适用性和环保性、性能检测与质量评价方法等方面开展系统的增材制造示范应用，实现显著缩短制造周期，降低制造成本的产业化应用目标。
考核指标：零部件制作精度和性能满足工程应用要求，单件制造周期相对于传统制造工艺缩短80%，材料节省50%，综合成本降低20%;建立4-5种应用材料体系、制造工艺规范和质量评价标准;100种以上零部件进入工程应用;应用国内自主研发的增材制造装备与技术成果。
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1.21个性化医学假肢与肢具的增材制造应用示范(应用示范类)
研究内容：以假肢、肢具、矫正器等个性化康复与治疗为目标，进行增材制造技术应用示范，建立三维测量和个性化设计、增材制造、适用评估和临床应用系统。
考核指标：相对现有技术制造时间缩短50%以上，成本降低50%以上;建立制作和医疗应用规范，产品符合相关标准并获得市场准入，在5个医院建立应用示范单位，个性化应用案例200例以上; 应用国内自主研发的增材制造装备与技术成果。
1.22 个性化医疗功能模型3D打印技术应用(应用示范类) 研究内容：开展复杂人体组织器官手术规划和技能培训的3D打印功能模型应用示范，显著提高人体复杂模型3D打印的色彩精准性、影像对比度、质感及功能拟人化程度，推动多组织器官功能模型的大规模应用。
考核指标：应用功能模型15种以上，功能材料20种以上，缩短手术时间2/3以上;应用案例1000例以上，培训500人以上;建立人体组织功能模型材料与工艺规范、质量控制规范;应用国内自主研发的增材制造装备与技术成果。
2.激光制造
2.1飞秒激光精密制造应用基础研究(基础前沿类) 研究内容：面向信息、新能源、交通、医疗等领域中的国家重大需求和国民经济主战场中核心结构关键制造挑战，
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2.3微纳结构激光跨尺度制造工艺与装备(共性关键技术) 研究内容：研究激光与材料相互作用的物质瞬态弛豫过程，探索激光诱导自组干涉微纳结构的调控机制，研究微细结构、功能阵列微孔高效制造、减阻功能微结构制造新方法，突破宏-微-纳跨尺度激光纳米级加工中运动基准与驱动系统存在的耦合干扰问题，攻克光束零位漂移补偿与激光器参数优化控制等关键技术，开发成套装备。
考核指标：瞄准航空航天高速飞行器、电子制造等领域，研制1类激光微结构跨尺度制造装备;最小线宽≤20nm，实现三维光子集成器件制造;实现减反功能阵列微群孔制造，透过率增加量≥10%;实现减阻面积≥1000cm2微纳结构功能表面制造，阻力系数减小≥10%。实现不少于3类具有重大应用前景的跨尺度微纳功能器件制造。
2.4基于衍射光学元件的激光并行制造工艺及装备(重大共性关键技术类)
研究内容：探索激光与纤维类复合材料的相互作用机理，研究基于衍射光学元件的激光并行制造新方法，研究并行激光加工智能监测及反馈系统，研究激光并行制造成套装备技术。
考核指标：瞄准交通运输、能源以及电子制造等领域，优先采用国产激光器，开发不少于2类高端激光并行制造装备，分光光束大于20束，加工精度优于10μm，各并行光束能量稳定性优于1%，进行工程应用。
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量要求的激光焊接工艺、激光焊接机理与焊缝的主要失效行为、激光焊缝跟踪定位技术及焊接变形控制技术，研究高可靠性成套装备技术。考核指标：研制不少于3类激光焊接成套设备和焊接工艺。大型薄壁构件连续焊缝长度≥3500mm，厚度≤0.8mm，焊接变形量≤±0.1mm，焊缝性能满足相关行业具体要求，建立焊接工艺数据库，形成工艺规范和标准，在核电、航空、高铁、船舶等领域，进行不少于20台套激光焊接的示范应用。
2.8厚板、中厚板激光焊接技术应用示范(应用示范类) 研究内容：针对厚板(厚度≥70mm)、圆周中厚板(厚度≥8mm)金属管材，探索激光焊接和激光电弧复合焊接新方法，设计集激光焊与电弧焊于一体的复合焊炬;研究焊缝缺陷形成机理及其检测与控制技术、热应力调控技术、焊接精度控制技术，以及激光/电弧复合焊接系统的运动控制技术。完成系统激光器起停及输出功率的变化、弧焊参数的变化等控制任务，研究高可靠性成套装备技术。
考核指标：研制不少于2类激光焊接、激光复合焊接成套设备与焊接工艺。厚板连续焊缝长度≥5000mm，圆周中厚板焊缝长度≥2000mm;对完成圆周中厚板的激光电弧复合焊焊缝进行力学性能试验，满足API 1104要求。建立工艺规范和标准。并在核电、航空航天、交通运输、能源、海洋、石油化工等领域内，进行不少于20台套的示范应用。
2.9 激光金属制孔技术应用示范(应用示范类)
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第二篇：增材制造
卢秉恒院士提出增材制造对于中国制造来说是非常需要的，因为中国在制造方面还是很强的，但是在产品的开发能力严重不足，而增材制造给我们补足了这个短板，它可以先把我们的设计利用很短的流程进行迭代，作出样机，评价、分析，确定了设计之后再进行生产。
这是被世界各国都采用的技术，美国奥巴马政府就提出，怎么样用一半的时间和一半的费用来去完成新产品的开发。
增材制造最近几年发展非常快，几乎年增长率20%几到40%几，FDM尤其是迎合了创客的需要和教育的需要，发展非常快。SLA在产品开发中发挥了重要作用，近几年金属3D打印机发展非常快，2017年比2016年设备的销售量增加了80%，占据了3D设备的51%。
对大型结构件来说，用丝材来进行熔化可以是更好的方法，它的能源可以是激光的，也可以是电子束的，也可以是电弧的，就像传统的电焊一样。这个技术已经可以做到尺寸大于2米、5米，甚至已经做到8米，用电子束进行熔融堆积的，也有用电弧堆积的，我们实验室已经做到2米，在做5米6米的装备。还有把更多传统技术用于3D，因为这是用了层层堆积的概念，例如铸造，可以进行一层层铸造来形成3D新的技术。当然在每一层铸造中可以采取锻打的办法，来提高它的强度，增加结构材料的致密度，来提高它的性能。我们也做了很多实验，认为是大型结构件高效的制造方法，可以达到每小时5公斤甚至10公斤。
在金属3D打印中一个最重要的问题是我们怎么样能够使结构件强度能够提高，这里面有很重要的问题需要进行研究。我们知道，无论是铸造还是锻压，人们都一直在研究凝固学理论，尤其是铸造，但是铸造和焊接中熔融规模比较大，所以在宏观的体积内来进行冷却和凝固。在3D打印中无论是激光束还是电子束，它的熔池比较小，所以从理论分析，小的熔池产生的缺陷肯定要小的多，所以材料结构的强度能够得到提高。但是怎么样控制它的一些晶粒的生长，晶粒增长的幅度影响了大小，影响了结构强度。所以实际上它是一个在强非平衡态凝固学理论，但可惜现在还没有能够完全认识到这样的科学问题。所以无论是对热应力的分析等等还处于实验阶段，还不能形成很好的理论来指导这个事情。
最近几年增材制造一些创新不断涌现，像面曝光的技术，用光固化的原理，材料像拉拔一样快速上升，这样使效率提高了50倍到100倍。像金属打印，用一体技术打印的概念也出来了，虽然是用光固化的材料加上粉末，也可以把陶瓷粉末用于这个办法进行打印。打印过以后需要进行脱脂、烧结。所以3D是一个崭新的概念，但是在这个崭新的概念中可以把传统的制造技术进行融合，来产生一些新的创新技术。
功能梯度的材料也越来越引起人们的高度重视，就像刚才弗朗恩霍夫研究院教授讲的一样，用两种技术、三种技术甚至更高的技术。还有一种是把材料分层，不同材料在不同层出现，我们就可以知道在表面是耐磨的、耐腐蚀的，里面的是强硬的，韧性好的，再里面就像人体的骨头一样，是一个疏松的结构，是一个蜂窝状结构，这是增强刚性来减轻重量的。这些东西在航空航天都有了很重要的用途，当然还有复合材料的应用，也是一个非常重要的方面。在这些方面我们需要关注的是，在材料腐蚀中界面会发生什么样的变化，界面的作用力以及3D结构形成的过程不一样，温度环境和其他物理环境不一样，这样会不会引起界面内应力的增加而影响性能，这都是需要研究的问题。
我们在这方面应用前景还是非常广的，像汽车、飞机和航天结构，都需要减轻重量，但需要高的强度或高的刚度，就需要复合材料。当然纤维复合材料中有长纤维的复合材料，像碳纤维的汽车车身，当然也可以用短纤维的复合材料去制造，这里面是有优势的。长纤维复合材料车身的制造可能技术上还有很多的难关，在表面比较展开的一些曲面上是比较容易制造的，但是在曲力变化比较大的一些凹凸结构的比较难以实现。但我们也可以用短纤维或树脂复合解决这个问题，也可以达到很好的强度。所以综合我们所获得性能的改善以及经济性和工艺可实验性，之间要平衡。这在汽车制造中，我认为可能是前景比较大的，短纤维复合材料可能更容易实现，因为它仍然可以用模具制造，所以能够适应汽车大批量生产。当然，长纤维的也可以用来制造样车，在样车制造中我们可以花费比较大的代价来完成一些更好的性能。所以3D打印在应用中要发挥它更好的效应，必须和传统的制造相结合，来综合平衡它的性能和成本。
3D打印最近在各种高端制造，在航空航天得到了很大的发展。由于3D打印对复杂形状零件的适应性，它可以把很多零件集成在一个零件上，这样是传统制造没法儿实现的，所以在航空中，火箭发动机零件个数就减少了80%，可以把很多焊缝用3D打印来实现，甚至有说法提出3D的出现会不会使焊接变得没有用了，当然这不是绝对的，但是很多方面可以用3D打印来代替，这样来减少焊缝带来的强度的破坏以及一些可能发生的故障。
3D打印用于建筑，现在也开始了很多探索，目前打印低层建筑日渐成熟，用的越来越广泛了。高层的建筑还有一定的难度，这方面有待于材料的改进和材料打印工艺的发展。
西工大从上个世纪九十年代就开始3D打印，但主要是完成以3D打印为核心产品快速开发的技术，这方面和传统的制造技术相结合。例如我们做家电设计的时候可以用硅橡胶去复制模具。我们在做汽车覆盖件的时候可以用技术喷涂法覆盖模具，我们曾经用100天时间做了两款车全部外覆盖的模具，成本就是100万人民币，如果我们正规制造模拟的办法投入要几个亿甚至是10亿以上，要一年多的时间，所以这样以来就大大节约了产品开发中所需要的费用和时间。
所以3D打印可以应用的领域越来越宽广，各种民用的消费品、文化创意产品、建筑的设计。可以直接用于航空航天的结构，这方面国内很多研究单位做了大量的工作，已经用在飞机结构件的承载件，用在C919很多零件上。现在中国民用飞机也有自己的目标，像上海商发准备80%的零件都用3D打印来支持研发。像GE公司也已经有三分之一的飞机发动机零件用3D打印进行生产。所以这方面越来越显示3D打印一些技术颠覆性。
充分发挥3D打印个性化的特征，用于下额骨个性化的替代，2000年我们就做了这个实验，也是国内做的最早的，去年得到了国家药监局的批号。同时3D打印用于医疗，在牙科的修复方面，在矫形方面，还可以用于癌症的靶向治疗，通过3D打印导航模板，能够使药物沿着准确的路径送到癌细胞那里去，来实行精准的化疗。也可以用于矫形，20几个脊椎骨在矫形定位的时候怎么打孔。
3D打印和传统铸造技术相结合，可以形成一些精密铸造，一次性的铸造好燃起机的涡轮盘，我们铸造出来的涡轮盘已经在压缩机上运行一年多了，安全可靠，速度达到400。用于柴油机精密铸件的3D打印。
第三篇：增材制造产业介绍
增材制造(又称“3D打印”)是以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术，体现了信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合，是先进制造业的重要组成部分。近二十年来，增材制造技术取得了快速的发展，“快速原型制造”、“三维打印”、“实体自由制造”之类各异的叫法分别从不同侧面表达了这一技术的特点。
国内增材制造产业现状
经过多年的发展，我国增材制造技术与世界先进水平基本同步,在高性能复杂大型金属承力构件增材制造等部分技术领域已达到国际先进水平。但是，我国增材制造产业化仍处于起步阶段，与先进国家相比存在较大差距，尚未形成完整的产业体系，离实现大规模产业化、工程化应用还有一定距离。
当前，增材制造技术已经从研发转向产业化应用，其与信息网络技术的深度融合，或将给传统制造业带来变革性影响。加快增材制造技术发展，尽快形成产业规模，对于推进我国制造业转型升级具有重要意义。为此，我国应把握机遇，整合行业资源，营造良好发展环境，努力实现增材制造产业跨越式发展。
为落实国务院关于发展战略性新兴产业的决策部署,抢抓新一轮科技革命和产业变革的重大机遇，加快推进我国增材制造(又称“3D打印”)产业健康有序发展，国家工业和信息化部制定国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)。
我市增材制造产业现状与未来
以假乱真地3D打印已逐渐走进了百姓的生活中，精美的工艺品、文物，精细的汽车、飞机、医疗、建筑的零部件都能用3D打印神奇的“克隆”出来。目前，3D打印技术已应用于多个领域，医学上已实现用3D打印技术打印骨头、血管、胆管等简单的人体组织器官。在航空制造领域，3D打印技术已广泛应用于新机设计试制过程，我国2012年首飞成功的歼-15机型的整个前起落架及钛合金主承力部分就是以3D打印技术完成。2014年第六届连云港文博会期间，我市唯一一家3D打印定制机构连云港兆轩三维科技有限公司携高质量的3D打印机入驻文博会现场，为港城人民展示FDM 3D打印，彩色石膏打印，水晶内雕，Q版彩色人像等高精尖技术。
我市增材制造产业技术还处于产业化初期阶段，发展面临诸多挑战。首先连云港具有3d打印技术的企业数较少、规模较小，不具备打印复杂结构物件的技术;二是技术创新体系不健全，标准、试验检测、研发等公共服务平台缺失;三是市级产业政策体系尚未建立;四是我市没有专门从事3d打印技术方面科研攻关的研究机构或者院校。
为尽快推动我市增材制造技术研发和产业化，未来需要从以下几个方面提前部署，统筹推进。
一是加强上层设计和统筹规划。制定市级层面的增材制造行动计划;由相关单位或者科研机构专家制定增材制造技术路线图、技术引进方案图、增材制造中长期发展战略，促进产业健康可持续发展。
二是加大财政支持力度。加大财税政策引导力度，加大对增材制造技术研发和产业化的支持力度，研究制定支持增材制造产业发展的专项财税政策。
三是组建增材制造行业组织。要加大宣传力度，积极组织行业力量开展产业政策研究，创新体制机制，推动增材制造技术研发和产业化。
四是建立增材制造应用示范基地。根据我市增材制造技术的发展水平与现有的水平，立足装备制造业，重点选择在生物医疗、农用机械、电子制造等领域推广应用，分步骤、分层次开展应用示范，形成通用性、标准化、自主知识产权的应用平台，加快推进产业、技术和应用协同发展。
第四篇：“增材制造与激光制造”重点专项2017年度项目(编制大纲)
“增材制造与激光制造”重点专项
2016年度项目申报指南
项目申报全流程指导单位：北京智博睿投资咨询有限公司
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依据《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》，科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划增材制造与激光制造重点专项实施方案》编制工作，在此基础上启动增材制造与激光制造重点专项2016年度项目，并发布本指南。
本专项总体目标是：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;到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、创新应用与示范设置任务。
按照突出重点、分步实施的原则，2016年首批在增材制造与激光制造2个方向上启动29个项目。
1.增材制造
1.1高性能金属结构件激光增材制造控形控性研究(基础前沿类) 研究内容：针对激光熔覆沉积大型金属结构件和激光选区熔 — 2 —
化成形复杂金属结构件，研究激光/金属热交互作用及熔池冶金动力学行为和超高温移动熔池非平衡凝固行为，揭示增材制造构件成形的几何特征和沉积态组织形成规律;研究成形过程的应力应变和变形开裂规律，提出预防变形开裂的工艺准则;研究增材制造过程及后续热处理过程材料组织形成规律，形成优化的热处理制度;研究增材制造工艺条件下合金成分与材料组织和性能的关系，形成增材制造专用合金的设计原则;研究金属结构件增材制造的质量控制与评价方法，形成质量评价规范与标准。
考核指标：熔覆沉积成形结构件最大方向成形尺寸≥3m，变形量≤0.5mm/100mm;选区熔化成形构件最大方向成形尺寸≥400mm，变形量≤0.2mm/100mm;成形结构件的综合力学性能接近或相当于同种金属合金的锻件水平;成形构件实现工程试用。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
有关说明：优先支持紧密围绕国家重大工程应用需求的产学研合作研究。
1.2高效高精度激光增材制造熔覆喷头的研发(重大共性关键技术类)
研究内容：研究送粉式激光增材制造喷头的粉末输送特性、影响因素以及粉末输送质量的评价方法，提出高效、高精度制造的粉末输送与增材制造工艺的匹配原则;研究送粉激光增材制造
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熔覆喷头结构的优化设计方法，包括模块化设计、送粉通道结构优化设计、水冷结构优化设计;研究喷头工作距离自动调控装置及喷头工作距离变化条件下的工艺技术。
考核指标：匹配激光器功率范围100~20000W，连续开光熔覆时间≥8h，温升≤200℃，可自动调节工作距离处的光斑直径。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
1.3高性能大型金属结构件激光同步送粉增材制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：分层处理、路径规划及工艺过程等全流程控制软件;高效高精度增材制造工艺特性及精度和效率匹配控制策略;防污染、防反射光路设计，长程高精度多路粉体同步送进技术及增材制造过程气氛控制技术;成形过程实时可视监控技术与成形质量参数的特征辨识与智能处理技术;大跨度高精度激光束/数控工作台或机器手的联合运动控制技术。研制高性能大型金属构件激光同步送粉高效高精度增材制造工艺装备，在开展工艺试验基础上，形成工艺数据库以及工艺、装备、制件的相关标准规范。
考核指标：装备最大成形尺寸≥3500mm，成形效率≥450cm3/h(以Ti-6Al-4V合金沉积为参考)，连续工作时间≥240h。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
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有关说明：企业牵头，优先支持紧密围绕国家重大工程应用需求的产学研合作研究。
1.4粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：高精度成形的装备设计原理与实现方法(包括成形平台定位精度、光斑定位精度、粉末预热温度的设计与控制方法等);高效率成形的装备设计原理与实现方法(包括多激光束、多振镜的应用，更高效的铺粉方式等);先进成形软件设计(包括分层厚度、填充策略等);装备运行的高稳定性和可靠性设计与制造;高可靠性气氛控制;制造过程的温度、几何、气氛等参数的实时监测、诊断与智能处理;研制相应的成形装备，在工程中开展试用，建立相关装备的工艺数据库和标准规范。
考核指标：(1)高稳定性粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备的指标：支持钛合金、高强合金钢、高强铝合金、高温合金等4类金属材料复杂构件的高精度成形;单激光器成形效率≥45cm3/h(以钛合金为参考);成形尺寸范围≥250mm×250mm ×350mm;成形几何精度≤±50μm，表面粗糙度≤Ra6(以成形标准试块为参考);装备的无故障运行时间≥2000h。(2)大尺寸粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备：支持钛合金、高强合金钢、高强铝合金、高温合金等4类金属复杂构件的高效率成形;制造效率达到≥120cm3/h(以钛合金为参考);成形尺寸范围
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≥500mm×500mm ×500mm;成形几何精度≤±100μm，表面粗糙度≤Ra12(以成形标准试块为参考);装备的无故障运行时间≥500h。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
有关说明：企业牵头，优先支持紧密围绕国家重大工程应用需求的产学研合作研究;高稳定性粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备、大尺寸粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备可以单独申报。
1.5高效高精非金属增材制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：面成形光固化增材制造技术;高性能树脂及其复合材料的高精度和大型构件增材制造技术;大尺寸铸造砂型高效3D打印技术;研制相应的工艺装备，建立相应工艺装备的适应材料、设备可靠性、环保安全等标准规范。
考核指标：(1)面成形光固化增材制造装备的成形效率≥2×106 mm3/h, 成形精度≤±0.02mm;(2)高性能树脂及其复合材料大型构件增材制造装备，最大成形方向尺寸≥2m，成形精度≤±0.1mm，制件强度性能≥100MPa;(3)大尺寸铸造砂型高效增材制造装备最大方向打印尺寸≥2m，层厚0.2mm~0.8mm可调，成形效率≥250L/h，砂芯抗压强度≥6MPa，抗拉强度≥1.4MPa。
实施年限：5年
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拟支持项目数：3项
有关说明：企业牵头。面成形光固化增材制造工艺与装备、高性能树脂及其复合材料大型构件增材制造工艺与装备、大尺寸铸造砂型高效增材制造工艺与装备可以单独申报。
1.6个性化植入假体增材制造关键技术(重大共性关键技术类) 研究内容：针对植入假体和精准诊疗辅助装置个性化制造的需求，研发符合临床诊疗需要的个性化假体的快速建模、分析软件和增材制造工艺软件;研制支持良好生物相容性材料的增材制造装备;开展医学临床应用研究，建立增材制造个性化假体的质量标准规范。
考核指标：工艺装备支持3种以上个性化假体的成形;个性化假体的设计制造时间不超过72h;不少于50例的临床试用或应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：5项
有关说明：临床应用单位牵头、产学研联合申报，强化各主体的优势作用。
1.7基于互联网的3D打印制造创新应用(应用示范) 研究内容：针对创新创意设计和产品快速原型设计的需求，研究基于Web的三维轻量化建模技术，开发大众参与的3D打印创新创意设计软件，开发支持产品个性定制化设计、设计师协同创意设计以及3D打印的云服务应用平台;针对教育、文化创意、
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消费品等领域的需求，开发低成本、网络化、智能化多材质彩色3D打印设备，并实现产业化应用。
考核指标：(1)面向3D打印的云服务平台指标：支持在线个性化定制、创新创意设计、订单交易等功能，提供20种以上相关云服务，支持1万人以上同时在线，实现初期注册用户10万人以上用户规模，形成不少于500个应用案例。(2)普及型智能彩色3D打印机研制及其产业化指标：自主研制低成本、多用途、网络化、智能彩色3D打印设备，实现市场销售2000台以上。
实施年限：5年
拟支持项目数：面向3D打印的云服务平台3项、普及型智能彩色3D打印机研制及其产业化5项。
经费配套：其他经费与中央财政经费比例不低于2：1 有关说明：面向3D打印的云服务平台和普及型智能彩色3D打印机研制及其产业化可以单独申报;企业牵头申报。
2.激光制造
2.1 大功率激光焊接机理研究(基础前沿类)
研究内容：面向国家重大需求，研究激光焊接能量耦合机理，探索羽辉形成机制及其对光束传输与吸收的影响规律，揭示厚壁构件超窄间隙大功率激光焊接的焊缝熔池熔体非平衡凝固过程及接头组织特征与形成规律;研究激光焊接冶金特性，发展超厚超窄间隙激光焊接优质焊缝凝固组织控制新方法及焊缝组织性能同 — 8 —
步调控新技术。
考核指标：突破厚度≥100mm厚板超窄间隙焊接;高强钢、铝合金等典型材料焊态接头强度系数≥90%;完成2项以上工业应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
有关说明：优先支持结合国家重大工程需求，开展产学研合作研究。
2.2 高性能激光晶体制造工艺与装备(重大共性关键技术类) 研究内容：面向制造用先进激光器的重大需求，研究激光晶体/光学晶体与激光器性能参数的关联性，掌握以过氧化物为代表的高熔点激光晶体生长工艺、制备技术及制造装备集成技术;研究晶体加工表面损伤机理、表面完整性加工新工艺、控制技术以及加工技术;发展激光晶体/光学晶体高效低损伤超精密磨削、抛光等装备集成技术。
考核指标：研发高熔点过氧化物激光晶体制备工艺与装备，支持最高可生长晶体熔点不低于2400°，可生长激光晶体尺寸大于30mm×30mm;研发激光晶体/光学晶体加工工艺与装备，加工粗糙度Ra≤1nm、面型精度pv≤λ/6。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
2.3制造用工业化皮秒/飞秒激光器技术(重大共性关键技术类)
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研究内容：针对精细增材制造与激光制造需求，研究高重复频率皮秒/飞秒激光的产生、放大、传输、操控等技术，探索激光时间、空间分布变换等关键物理机制和过程;研发关键功能器件，开展激光振荡输出、功率提升、光束质量控制、频率变换等关键技术研究，提出功率和稳定性提升的方案;发展工业化皮秒/飞秒激光器系统集成和模块化组装技术。
考核指标：开发出高可靠性120W皮秒激光器与40W飞秒激光器，单脉冲能量大于50μJ;解决80W皮秒激光器与30W飞秒激光器产品化问题;项目验收时实现制造用的皮秒激光器200套/飞秒激光器100套以上的销售量。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项 有关说明：企业牵头申报。
2.4复杂构件表面的激光精细制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：面向国家重大需求，突破激光光束路径规划及高速扫描、激光制造装备在线监测与补偿、光学检测辅助柔性夹持定位等关键技术;研制激光光束空间高速传输定位、光束空间指向/功率实时校正等机构;研究面向航天典型零件表面图案激光精密加工、航空复杂构件的激光修理及环型薄壁化铣件激光刻型等技术与工艺;研究成套多轴光、机制造装备系统集成。
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考核指标：研制复杂图案精密加工、构件修理、环型薄壁化铣件刻型等不少于3类高端激光制造工艺与装备。图案制造尺寸误差小于0.02mm(以1m2全复杂图案考核);零件特征结构修理尺寸误差小于0.005mm;第2次重复刻型精度误差小于0.06mm(以直径1m以上环型薄壁件考核);在工程中得到实际应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
有关说明：优先支持紧密围绕航空航天等国家重大工程需求的产学研用合作研发。
2.5激光强化技术重大工业示范应用(应用示范类) 研究内容：面向航空航天、交通等关键部件长寿命及其它高性能需求，研究激光光路控制、加工过程的多自由度运动规划、关键零件激光扫描基准面的三维坐标定位、激光扫描跟踪、质量在线检测等关键技术;研究零件强化过程工艺参数优化的控制方法，进行高可靠性激光强化装备集成研发，建立激光强化工艺数据库，形成工艺规范和标准。
考核指标：针对至少2个应用领域，研发不少于2类激光强化处理的成套工艺与装备，典型构件硬度提升20%以上、疲劳强度提高15-30%及以上、强化结构件压应力层深度最大1.5mm、叶片表面最大残余压应力800MPa,提高寿命80%以上;轨道激光强化处理最大速度不低于50m/h，激光强化后提高铁轨道耐磨寿命
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10 倍以上。在典型企业示范应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
经费配套：其他经费与中央财政经费比例不低于2：1 有关说明：企业牵头申报;优先支持与航空航天、交通等领域国家重大需求紧密结合的产学研团队;企业牵头申报。
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第五篇：激光增材制造设备研发情况汇报
随着美国等发达国家将3D打印技术列入未来重点培养扶植制造技术行列的序幕拉开，我国前国家主席胡锦涛也在国家重要会议上提出将3D打印技术确立为我国面临第三次技术革命时期与其它发达国家抗衡的重要突破点。3D打印技术的发展开始走上高速轨道，特别在东北重工业基地，该技术的影响力将辐射到各大国有企业、集团公司和一些高科技需求单位。
黑龙江科技学院粉末先进成形技术研究所近年来一直在瞄准激光熔化增量制造(3D打印技术中重要的一种)金属零部件装备和技术方面的研究，前期积累了丰富的经验，整体研究水平紧跟国外先进国家，并对该技术的未来充满希望。今年六月份，我校科大科技公司的成立为粉末所提供了一个好机会，我所准备集中人力和技术资源，将经过长期研究和不断完善的金属零部件制造装备推向实际装配和商品化。这半年来，我们在以往研发的基础上，主要学习了德国EOS公司设备的先进点，并确立了自主研发设备的制造优势，在设备振动稳定性、激光光路能量保持、保护气氛的进出、粉末熔化焊合球化抑制措施等方面进行了切实可行的规划。上述规划将各自克服国内外产品对应的缺陷，使制造过程更加顺利通畅。
目前，我们正在进行装备零部件的设计，同时进行整机的外观设计，电器零部件的选型和调试，设备工艺软件功能增加和完善。这一过程预计持续到2013年下半年，在此期间，研究所将计划与中航工业哈尔滨东安发动机集团公司签订零部件激光制造前期工艺研发技术协议，针对发动机部分复杂零部件的制造，为其提供相应的技术支持。此间所形成的制造工艺方法将有力地为实现研发功能较为完善的制造装备提供借鉴，并希望在明年年底可以进行试验装备的安装和调试。