國家重點研發(fā)計劃2017增材制造重點專項申報指南征求意見稿(3)
1.12個性化定制醫(yī)療器械增材制造技術與應用示范(應用示范類)
研究內(nèi)容:開展金屬與非金屬醫(yī)療器械(含醫(yī)用非醫(yī)療器械)的個性化建模、設計與定制增材制造技術研究,并在臨床需求量較大、個性化特征需求較高的方向開展臨床應用研究,主要包括增材制造個性化人工關節(jié),個性化人工脊柱植入物,個性化義齒及種植體,個性化顱頜面缺損修復體,增材制造人體疾病精準治療等;建立增材制造生物醫(yī)療臨床應用的服務、設計、定制生產(chǎn)和綜合評價的標準規(guī)范及質(zhì)量監(jiān)控體系。
考核指標:產(chǎn)品打印精度和性能滿足臨床使用要求(一般精度優(yōu)于0.1mm);對于增材制造I類、II類和III類醫(yī)療器械(含醫(yī)用非醫(yī)療器械)的臨床試用或應用病例達到200例以上;相關產(chǎn)品進入CFDA評價;優(yōu)先采用科技計劃(專項、基金等)支持的技術成果。
1.13 面向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的3D打印技術平臺及應用(應用示范類)
研究內(nèi)容:針對不同層次人群創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的需求,開發(fā)3D打印創(chuàng)意設計和建模軟件,研發(fā)一體化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺,匯聚3D打印創(chuàng)新設計、打印設備等資源,面向教育、培訓、創(chuàng)新設計、文化創(chuàng)意等開展應用示范。
考核指標:在線3D設計軟件支持1000人并發(fā);平臺活躍用戶10萬人以上;優(yōu)先采用科技計劃(專項、基金等)支持的技術成果。
2. 激光制造
2.1 超快激光微納制造機理及新方法(基礎前沿類)
研究內(nèi)容:面向新能源、國防、航空航天等領域國家重大需求和新型功能器件制造,建立超快激光與材料相互作用多尺度理論與觀測體系,從電子層面理解光場調(diào)控下微納加工的新現(xiàn)象和新效應;研究超快激光時域/空域分布對電子動態(tài)和材料性質(zhì)調(diào)控的加工新原理、新方法及其前沿應用,設計和加工若干具有重大應用前景的新型微納功能器件。
考核指標:建立超快激光與材料相互作用的多尺度模型;實現(xiàn)加工過程的多尺度觀測,跨越10個以上時間數(shù)量級;加工面積達到平方厘米量級、含超過10萬個微納結構;解決新能源、國防、航空航天等領域1-3個國家重大需求中核心構件的制造難題,發(fā)展1-3個有重大應用前景的新型功能器件。
2.2 制造用大功率光纖激光器(重大共性關鍵技術類)
研究內(nèi)容:針對激光制造/增材制造裝備需求,開發(fā)傳輸組件、功率合束器等大功率光纖激光關鍵器件;開展光束質(zhì)量控制、非線性抑制、光譜控制、多路光纖激光功率合成等關鍵技術研究;研究高功率泵浦、散熱、輸出功率穩(wěn)定性及光致暗化等關鍵技術;發(fā)展工業(yè)化大功率光纖激光器系統(tǒng)集成和模塊化組裝技術。
考核指標:開發(fā)出長壽命3kW單模光纖激光器和高可靠性20kW~30kW的多模光纖激光器(輸出光纖芯徑≤200μm);實現(xiàn)>2kW單模光纖激光器與>20kW多模光纖激光器的小批量化制造;項目驗收時實現(xiàn)激光制造用>2kW單模光纖激光器100臺以上、以及>20kW多模光纖激光器10臺以上的銷售量;實現(xiàn)項目研制大功率光纖激光器在激光制造裝備上的應用示范。
2.3 制造用紫外激光器(重大共性關鍵技術類)
研究內(nèi)容:針對激光制造/增材制造裝備需求,開發(fā)紫外激光元器件加工工藝,解決抗損傷紫外晶體等光學元件產(chǎn)品化難題;研究工業(yè)激光器數(shù)值設計與仿真方法,研究高功率紫外激光器的制造技術;研究激光器光場分布、偏振/相位特性等調(diào)控新方法,構建紫外激光器性能驗證的加工工藝平臺,研究紫外激光器工業(yè)化解決方案。
考核指標:研制出40W級以上100kHz~1MHz的355nm與10W級50kHz~150kHz的266nm納秒脈沖激光器;建立半自動化紫外激光器批量裝配生產(chǎn)線;項目驗收時國產(chǎn)化工業(yè)紫外激光器實現(xiàn)200臺以上銷售,其中>20W的激光器銷售不少于20臺、>10W的激光器銷售不少于30臺;實現(xiàn)項目研制紫外激光器在激光制造裝備上的應用示范。
2.4 硬脆材料的激光高效加工裝備(重大共性關鍵技術類)
研究內(nèi)容:研究硬脆材料的微結構成形機理及工藝方法,研究硬脆材料激光高效精密制造技術及表面質(zhì)量控制方法;攻克激光脈沖調(diào)制、光束穩(wěn)定性控制、多軸運動協(xié)同等關鍵技術;研制高精度高速掃描振鏡等激光制造用元器件,開發(fā)成套專用激光制造裝備。
考核指標:瞄準航天航空、能源等領域的典型硬脆材料加工需求,研制動態(tài)三維掃描振鏡(最大掃描速度不低于8m/s、瞬態(tài)特性不大于160μs);開發(fā)光機電協(xié)同控制系統(tǒng);研發(fā)不少于2類激光精密自動化制造裝備,表面粗糙度Ra≤0.0004mm,尺寸精度誤差優(yōu)于0.005mm,進行典型工程應用。
2.5復雜微細結構的激光加工與測量技術及裝備(重大共性關鍵技術類)
研究內(nèi)容:研究微細激光光束聚焦機理及激光掃描方法;研究突破激光衍射極限的高深寬比納米結構的激光加工技術;研究超細激光制造過程監(jiān)測和加工質(zhì)量控制方法;開發(fā)超細激光聚焦加工樣機及質(zhì)量檢測設備。
考核指標:研制出微細激光聚焦加工樣機,實現(xiàn)深寬比>10:1三維納米結構,以及特征尺度<10nm的二維納米結構激光制造;開發(fā)出橫向分辨率<200nm,軸向分辨率<20nm的超分辨三維光學測量裝置。實現(xiàn)1-2件微納器件制造應用。
2.6激光高性能連接/超精密焊接裝備(重大共性關鍵技術類)
研究內(nèi)容:面向國家重大需求,研究兩個方面內(nèi)容:(1)研究納米材料/結構的激光制造并用于低溫連接高溫服役電子器件的連接技術;研究復雜微納尺度操作與激光光束協(xié)同控制、同質(zhì)/異質(zhì)材料可控納米連接技術與裝備。(2)研究光電器件超精密激光焊接技術;突破位置精確搜索、亞微米精度運動控制、激光束精確整形傳輸、焊點微位移控制等關鍵技術;研制光電器件的超精密激光焊接裝備。
考核指標:(1)研發(fā)激光納米連接裝備,精度優(yōu)于40nm,實現(xiàn)低溫連接(<250℃)高溫服役(>300℃)的微納功能器件連接制造,壽命加速實驗滿足相關器件國際標準;實現(xiàn)納米材料激光無損連接,且接頭強度超過母材的90%;應用于2-3項新型微納功能器件。(2)研制不少于3類超精密激光焊接裝備,焊接精度優(yōu)于1μm,支撐光電器件精密焊接的重大應用,如光通信激光器焊接、柔性顯示器密封、衛(wèi)星準直器焊接等。
2.7大型構件的激光高效清洗裝備(重大共性關鍵技術類)
研究內(nèi)容:研究激光對材料涂層、污物及微小顆粒等作用的物理機制及激光清洗方法;研究激光時間-空間-功率、熱變形等對制造性能影響的多元參數(shù)實時在線檢測與矯正技術;開發(fā)針對大型構件高效激光清洗、復雜構件選區(qū)清洗成套裝備技術。
考核指標:面向航空航天、高鐵等領域的重大需求,研發(fā)多元參數(shù)矯正系統(tǒng)(光斑尺寸與平均功率輸出精度誤差優(yōu)于1%);研發(fā)不少于2類激光清洗裝備并實現(xiàn)典型工程應用驗證:(1)大型構件涂層清洗效率大于40m2/h,清洗厚度精度優(yōu)于10m;(2)選區(qū)清洗定位精度優(yōu)于0.1mm,金屬構件清洗質(zhì)量不低于Sa3級。
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