科技部增材制造重點專項2017年度項目申報指南(3)
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)
研究內容:面向新能源、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控下微納加工的新現象和新效應;研究超快激光時域/空域分布對電子動態和材料性質調控的加工新原理、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;實現加工過程的多尺度觀測,跨越10個以上時間數量級;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、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)
研究內容:針對激光制造/增材制造裝備需求,開發傳輸組件、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、輸出功率穩定性及光致暗化等關鍵技術;發展工業化大功率光纖激光器系統集成和模塊化組裝技術。
考核指標:開發出長壽命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>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)
研究內容:針對激光制造/增材制造裝備需求,開發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品化難題;研究工業激光器數值設計與仿真方法,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線;項目驗收時國產化工業紫外激光器實現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量控制方法;攻克激光脈沖調制、光束穩定性控制、多軸運動協同等關鍵技術;研制高精度高速掃描振鏡等激光制造用元器件,開發成套專用激光制造裝備。
考核指標:瞄準航天航空、電子制造等領域的典型硬脆材料加工需求,研制動態三維掃描振鏡(最大掃描速度不低于8m/s、瞬態特性不大于160μs);開發光機電協同控制系統;研發不少于2類激光精密自動化制造裝備,表面粗糙度Ra≤0.0004mm,尺寸精度誤差優于0.005mm,進行典型工程應用。
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