國家重點研發計劃2017增材制造重點專項申報指南征求意見稿
根據《國務院關于改進加強中央財政科研項目和資金管理的若干意見》(國發[2014]11號)、《國務院關于深化中央財政科技計劃(專項、基金等)管理改革方案的通知》(國發[2014]64號)、《科技部 財政部關于改革過渡期國家重點研發計劃組織管理有關事項的通知》(國科發資[2015]423號)等文件要求,現將國家重點研發計劃高新領域12個重點專項2017年度項目申報指南建議(見附件)向社會征求意見。征求意見時間為2016年8月16日至2016年8月20日。
國家重點研發計劃相關重點專項的凝練布局和任務部署已經戰略咨詢與綜合評審特邀委員會咨詢評議,國家科技計劃管理部際聯席會議研究審議,并報國務院批準。本次征求意見重點針對各專項指南方向提出的目標指標和相關內容的合理性、科學性、先進性等方面聽取各方意見。科技部將會同有關部門、專業機構和專家,認真研究收到的意見,修改完善相關重點專項的項目申報指南。征集到的意見將不再反饋和回復。
接收意見電子郵件:gxs_zdhc@most.cn
附件9
“增材制造與激光制造”重點專項
2017年度項目申報指南建議
為落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》和《中國制造2025》等提出的任務,國家重點研發計劃啟動實施“增材制造與激光制造”重點專項。根據本專項實施方案的部署,現提出2017年度項目申報指南建議。
本重點專項總體目標是:突破增材制造與激光制造的基礎理論,取得原創性技術成果,超前部署研發下一代技術;攻克增材制造的核心元器件和關鍵工藝技術,研制相關重點工藝裝備;突破激光制造中的關鍵技術,研發高可靠長壽命激光器核心功能部件、國產先進激光器,研制高端激光制造工藝裝備;到2020年,基本形成我國增材制造與激光制造的技術創新體系與產業體系互動發展的良好局面,促進傳統制造業轉型升級,支撐我國高端制造業發展。
本重點專項按照“圍繞產業鏈,部署創新鏈”的要求,圍繞增材制造與激光制造的基礎理論與前沿技術、關鍵工藝與裝備、創新應用與示范部署任務。專項實施周期為5年(2016-2020)。
1.增材制造
1.1面向增材制造的產品創新設計技術(基礎前沿類)
研究內容:研究面向金屬增材制造的工藝約束建模方法,結合結構功能與承載性能約束,發展復雜整體結構的高性能輕量化拓撲優化方法,實現結構構型、功能組件布局、多材料梯度布局的整體匹配優化設計;制定面向增材制造的整體結構、多材料梯度結構優化設計的標準規范、軟件,形成可供工程化應用的增材制造結構優化設計技術體系。
考核指標:建立增材制造工藝約束模型和實現方法、典型零部件結構優化設計方法及其性能評估模型,可處理100萬以上變量及2種以上不同類型設計變量的混合優化;整體結構優化設計實現結構件數量減少50%以上、功能和效能提升15%以上;形成相關設計軟件平臺、設計標準和規范;實現在航空、航天、能源、動力等領域的應用驗證。
1.2高效寬幅微滴噴射陣列打印頭的研發(重大共性關鍵技術類)
研究內容:微滴噴射陣列打印頭的流體輸送特性、微小液滴形成與噴射過程、打印頭壽命影響因素,液滴噴射品質的評價方法;微滴噴射陣列打印頭流道結構設計、芯片封裝過濾系統設計、MEMS制造工藝和CMOS工藝設計優化及集成方法;智能芯片設計及開發,芯片模塊集成方法和校準方式;打印頭微滴噴射控制技術。
考核指標:模塊化設計,微滴噴射陣列打印頭噴嘴密度大于1200個/英寸;單位打印頭模塊≥100mm, 集成打印寬幅≥900mm,打印頭最高工作頻率≥20kHz,打印噴嘴壽命大于2.5億次;可噴液體粘度范圍1-100CP。
1.3智能化增材制造系統平臺(重大共性關鍵技術類)
研究內容:增材制造元器件、材料工藝數據庫、在線檢測反饋系統、系統決策控制融合,構建增材制造智能化平臺技術。建立工藝參數庫和知識庫,開發支持高精度成形的數據處理算法和工藝數據庫;建立在線檢測系統與信息反饋系統,形成保證成形精度和制件質量的智能化工藝參數系統;研究裝備系統的自診斷和自檢測系統,形成智能在線預警和設備自保護系統;建立增材制造過程的工業標準體系,實現制造精度和質量的在線智能化控制。
考核指標:工藝數據庫和工藝參數系統匹配不少于10種金屬、高分子(含覆膜砂)和陶瓷材料,以及5種以上的增材制造工藝或裝備;在線檢測和反饋系統實施后,增材制造制件的變形、孔隙和裂紋等缺陷工藝可控,制件質量穩定性提高1倍;在工程中得到實際應用,實施不少于100個案例。
1.4高性能大型金屬構件電弧/電子束熔絲增材制造裝備與工藝(重大共性關鍵技術類)
研究內容:針對電弧/電子束熔絲增材制造的三維數模分析、成型策略優化、數模分層及路徑規劃軟件;大跨度機器手或6軸CNC運動控制技術與裝備;高性能大型金屬構件電弧/電子束熔絲成形構件質量控制及性能預測評估方法;成形過程實時監控技術;工藝和裝備的相關標準規范。
考核指標:裝備最大成形尺寸≥3500mm,成形效率≥500cm3/h,變形控制在0.4mm/100mm以內,構件主要力學性能指標不低于同成分鑄件或者鍛件,裝備連續工作時間不低于240小時;實現應用驗證。
1.5復雜精密金屬構件電子束粉末床增材制造裝備與工藝(重大共性關鍵技術類)
研究內容:高精度電子束掃描系統設計原理與實現方法;粉床電子束增材制造裝備系統集成與效能提升技術,包括定量送鋪粉技術、輻射防護技術、快速冷卻與氣氛控制系統集成技術,成形過程實時可視監控與在線質量診斷技術等;復雜精密構件粉床電子束成形工藝與軟件;復雜精密金屬構件電子束粉末床增材制造裝備。
考核指標:增材制造裝備支持鈦合金、難熔金屬和金屬間化合物等多種金屬材料的精確成形;成形區域尺寸≥Ф350mm×380mm,幾何精度≤±0.2mm,成形效率≥80cm3/h(以成形標準鈦合金試樣塊為參考);裝備與工藝實現應用驗證。
1.6高性能非金屬材料增材制造工藝與裝備(重大共性關鍵技術類)
研究內容:高性能陶瓷及其復合材料增材制造技術;連續纖維增強復合材料增材制造技術;研制相應的工藝裝備,建立相應工藝裝備的適應材料、設備可靠性、環保安全等標準規范;針對國家重大工程需求的應用研究。
考核指標:(1)高性能陶瓷及其復合材料增材制造裝備的成形尺寸大于200mm×200mm×200mm,成形相對精度高于±2%,對于高致密度陶瓷,后處理后成形件致密度高于99%,對于陶瓷基復合材料構件,其室溫斷裂韌性≥8MPa×m1/2;(2)連續纖維增強復合材料增材制造裝備尺寸不大于400mm′400mm′600mm,可以通過行走方式實現尺寸≥2m的復雜結構件增材制造;(3)在國家重大工程中得到應用。
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