附件8 增材制造与激光制造”重点专项 2016年度项目申报指南 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]组织开展了《国家重 点研发计划增材制造与激光袆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,超前部署硏发下一代技术;攻克增材制造 的核心元器件和关键工艺技术,硏制相关重点工艺裝备;突破激 光制造中的关键技术,研发高可靠长寿命激光器柲心功能部件、 国产先进激光器,硏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
— 1 — 附件 8 “增材制造与激光制造”重点专项 2016 年度项目申报指南 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 按照突岀重点、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高悕金属结构件激光增柿造扭形控性硏究基础前沿类) 研究內容: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,揭示増嶒材制造构件 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,提岀预防变鳽开裂的工艺隹则;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
— 2 — 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 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/00mm;选区熔化成形构件最大方向成形尺寸 ≥400mm,变形量02mm/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高效高精度激光増材制造熔覆喷头的硏发重大共性关键 技术类) 研究内容:研究送粉式激光增材制造喷头的粉未输送特性、 影响因素以及粉未输送质量的评价方法,提岀髙效、高精度制造 的粉未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
— 3 — 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 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100~20W0,连续开光熔 覆时间≥8h,温升≌200℃C,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 13高性能大型金属结构件激光冋步送粉増材制造工艺与装 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;高效高精度増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 増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;大跨度髙精度激光束数控 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,成效率450cm3h
— 4 — 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T-6A-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 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。 14粉未床激光选区熔化增材制造工艺与装氜重大共性关键 技术类) 研究內容: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、粉未预热温度的设计与控制方 法等);高效率成形的裝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;研硏制相应的成形裝备,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増材制造工艺
— 5 — （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 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