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
根據(jù)《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(fā)[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(fā)[2014]64號)、《科技部 財政部關于改革過渡期國家重點研發(fā)計劃組織管理有關事項的通知》(國科發(fā)資[2015]423號)等文件要求,現(xiàn)將國家重點研發(fā)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(fā)計劃相關重點專項的凝練布局和任務部署已經(jīng)戰(zhàn)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(lián)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(nèi)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(yè)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(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》和《中國制造2025》等提出的任務,國家重點研發(fā)計劃啟動實施“增材制造與激光制造”重點專項。根據(jù)本專項實施方案的部署,現(xiàn)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(chuàng)性技術成果,超前部署研發(fā)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(fā)高可靠長壽命激光器核心功能部件、國產(chǎn)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(chuàng)新體系與產(chǎn)業(yè)體系互動發(fā)展的良好局面,促進傳統(tǒng)制造業(yè)轉型升級,支撐我國高端制造業(yè)發(fā)展。
本重點專項按照“圍繞產(chǎn)業(yè)鏈,部署創(chuàng)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(chuàng)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(chǎn)品創(chuàng)新設計技術(基礎前沿類)
研究內(nèi)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(fā)展復雜整體結構的高性能輕量化拓撲優(yōu)化方法,實現(xiàn)結構構型、功能組件布局、多材料梯度布局的整體匹配優(yōu)化設計;制定面向增材制造的整體結構、多材料梯度結構優(yōu)化設計的標準規(guī)范、軟件,形成可供工程化應用的增材制造結構優(yōu)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(xiàn)方法、典型零部件結構優(yōu)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(yōu)化;整體結構優(yōu)化設計實現(xiàn)結構件數(shù)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(guī)范;實現(xiàn)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(fā)(重大共性關鍵技術類)
研究內(nèi)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(zhì)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(tǒng)設計、MEMS制造工藝和CMOS工藝設計優(yōu)化及集成方法;智能芯片設計及開發(fā),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(tǒng)平臺(重大共性關鍵技術類)
研究內(nèi)容:增材制造元器件、材料工藝數(shù)據(jù)庫、在線檢測反饋系統(tǒng)、系統(tǒng)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(shù)庫和知識庫,開發(fā)支持高精度成形的數(shù)據(jù)處理算法和工藝數(shù)據(jù)庫;建立在線檢測系統(tǒng)與信息反饋系統(tǒng),形成保證成形精度和制件質(zhì)量的智能化工藝參數(shù)系統(tǒng);研究裝備系統(tǒng)的自診斷和自檢測系統(tǒng),形成智能在線預警和設備自保護系統(tǒng);建立增材制造過程的工業(yè)標準體系,實現(xiàn)制造精度和質(zhì)量的在線智能化控制。
考核指標:工藝數(shù)據(jù)庫和工藝參數(shù)系統(tǒng)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(tǒng)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(zhì)量穩(wěn)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(nèi)容:針對電弧/電子束熔絲增材制造的三維數(shù)模分析、成型策略優(yōu)化、數(shù)模分層及路徑規(guī)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(zhì)量控制及性能預測評估方法;成形過程實時監(jiān)控技術;工藝和裝備的相關標準規(guī)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(nèi),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(xù)工作時間不低于240小時;實現(xiàn)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(nèi)容:高精度電子束掃描系統(tǒng)設計原理與實現(xiàn)方法;粉床電子束增材制造裝備系統(tǒng)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(tǒng)集成技術,成形過程實時可視監(jiān)控與在線質(zhì)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(qū)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(xiàn)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(nèi)容:高性能陶瓷及其復合材料增材制造技術;連續(xù)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(huán)保安全等標準規(guī)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(xù)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(xiàn)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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