“增材制造与激光制造”重点专项2017年度项目(编制大纲)

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1、“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—12—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

2、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）—12—研究内容

3、：针对激光熔覆沉积大型金属结构件和激光选区熔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

4、，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）—12—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熔覆喷头

5、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

6、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—12—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

7、.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

8、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