增材制造与激光制造 国家科技管理信息系统公共服务平台
- 格式:doc
- 大小:1.38 MB
- 文档页数:13
西安交通大学科技成果——增材制造(3D打印)技术团队简介西安交通大学自1993年开始增材制造(3D打印)技术研究,是国内最早开展增材制造技术研究的单位之一。
经过二十年的发展,西安交通大学形成了多种增材制造工艺和装备,建立了以快速制造系统为特色工程应用的研究队伍,产生了以卢秉恒院士为学术带头人的“增材制造”教育部创新团队。
研究团队依托机械制造系统工程国家重点实验室(西安交通大学)开展基础研究,在高分子材料、金属、陶瓷、复合材料、智能材料的增材制造等方面取得进展,多项技术成果处于国内领先、国际先进水平。
为推动3D打印技术的产业化,在2000年成立“教育部快速成形制造工程研究中心”(市场经营主体为陕西恒通智能机器有限公司),2007年成立“快速制造国家工程研究中心”(市场经营主体为西安瑞特快速制造工程研究有限公司)。
建立了一套支撑产品快速开发的快速制造系统,研制、生产和销售16个型号的激光快速成型设备、快速模具设备及三维检测设备。
同时开展快速原型制作、快速模具制造以及逆向工程服务。
产品在全国各院校、汽车、电器等企业销售应用十多年,客户近万家。
近年协助政府和企业在多个地区成功建立产学研结合的推广基地、快速成形制造服务制造中心。
通过企业化运作,目前在全国已建立创新服务平台20多家,创新人才培养基地近10家,为2000多家企业提供新产品创新创意设计及快速制造服务。
通过近二十年的技术研发与推广应用,设备用户遍布医疗、航空航天、汽车、军工、模具、电子电器、造船等行业。
此外,还积极拓展国际市场,相关设备销售到印度、俄罗斯、肯尼亚等国家,成为具有国际竞争力的快速成形设备制造单位。
2016年工业与信息化部批准在西安成立国家增材制造创新中心,中心联合国内主要科研与产业化优势单位开展共性技术研究和产业化孵化作用。
西安交通大学在增材制造方面获得国家科技进步二等奖1项,国家技术发明二等奖3项,省部级一等奖4项,在增材制造领域获得发明专利400余项。
1金属增材制造的种类和原理金属增材制造(Additive Manufacturing,简称AM)技术区别于传统的铸、锻、焊等热加工“等材成形”技术及车、铣、磨等冷加工“减材成形”技术的一种全新的制造方法,是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,相对于传统的材料去除-切削加工技术,是一种自下而上的制造方法[2]。
它是融合了计算机软件、材料、机械、控制等多学科知识的系统性、综合性的技术。
增材制造按照不同的加工方法可分为激光增材制造、电子束增材制造、电弧增材制造等,有的加工方法仍可细化成两种或多种不同的具体方式。
下面将对各种不同增材制造方法的原理和特点进行阐述,并对各自的国内外研究现状进行介绍。
2激光增材制造激光增材制造分为激光选区熔化技术和激光直接沉积技术,激光选区熔化成形技术原理:它是以激光作为热源,一层一层熔化金属粉末,直接制造出近形的金属零件。
激光快速成形技术打破了传统材料去除或变形加工成形方法的限制,利用“离散+増堆积”的材成形思想,通过同步送粉(送丝)或激光熔覆数字化成形一步实现工件的精确成形;属近净成形制造技术。
激光直接沉积技术是在快速原型技术和激光熔覆技术的基础上发展起来的一种先进制造技术。
该技术是基于离散/堆积原理,通过对零件的三维CAD模型进行分层处理,获得各层截面的二维轮廓信息并生成加工路径,在惰性气体保护环境中,以高能量密度的激光作为热源,按照预定的加工路径,将同步送进的粉末或丝材逐层熔化堆积,从而实现金属零件的直接制造与修复。
约翰霍普金斯大学、宾州大学和MTS公司开发出一项大功率CO2激光“钛合金的柔性制造”技术,并成立AeroMet公司。
该公司的目标就是实现具有高性能、大体积钛合金零件的制造,尤其是大型整体加强筋结构钛合金零件的快速成形。
公司的主要研究方向为军事领域的航空航天用钛合金部件的激光增材制造。
该公司制造的钛合金零部件已实现装机使用。
已使用零件分别为F-22战斗机的某接头、F-18战斗机的翼跟加强板的连接吊环和起落架连接杆。
开创国内空间在轨增材制造技术新纪元——走进智能增材制造技术与系统重庆市重点实验室佚名【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2019(062)011【总页数】2页(P64-65)【正文语种】中文条件与设备实验室拥有23套国内领先的用于增材制造从基础研究到前沿应用技术研究的大型专业化仪器设备(软件),组建包括增材制造功能材料、激光增材制造、空间在轨增材制造等交叉研究平台,以及高性能计算共性支撑平台。
典型仪器设备包括:感应等离子体粉末球化装置(TDU-40KW)、火花等离子体烧结装置(SPS-625)、电子束选区熔化设备(Arcam A1)、激光选区熔化设备(Renishaw AM250)、宽波段可调谐飞秒激光器(MaiTai HP)及其放大器(SPFIRE-100F-1KXP)、大功率可见光激光器(millennia EV)、大功率532nm脉冲激光器(Quasar 532-75)、大功率半导体光纤输出激光器(LDM-4000)、高速红外热像仪(Image IR8355hp)、超高速数字摄像机(Phantom v2512)以及安装在超级计算机上128节点的高性能计算模块(ANSYS HPC)。
研究方向与特色实验室致力于增材制造(3D打印)技术研究及其智能制造系统开发,主要研究方向包括:(1)高效率、高精度、高性能增材制造原理与关键技术研究;(2)增材制造功能材料定向设计原理与制造方法研究;(3)增材设计及增材制造的前沿应用技术研发;(4)面向行业/国家重大工程的智能增材制造系统开发。
研究特色为:重点研发具有工业4.0特征的增材制造关键技术、集成技术和智能增材制造系统,探索满足未来工业制造新特征的泛在智能增材制造新原理、新机制和新方法,构建以增材制造为核心的知识产权保护体系。
实验室汇集中国科学院重庆绿色智能技术研究院增材制造、机器人、智能工业设计三大平台,具有完整的学科交叉优势、完善的软硬件平台以及人才队伍优势。
科技部关于发布国家重点研发计划精准医学研究等重点专项2016年度项目申报指南的通知文章属性•【制定机关】科学技术部•【公布日期】2016.03.07•【文号】国科发资〔2016〕69号•【施行日期】2016.03.07•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】科技计划正文科技部关于发布国家重点研发计划精准医学研究等重点专项2016年度项目申报指南的通知国科发资〔2016〕69号各省、自治区、直辖市及计划单列市科技厅(委、局),新疆生产建设兵团科技局,国务院各有关部门科技主管单位,各有关单位:《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革的方案》(国发〔2014〕64号,以下简称国发64号文件)明确规定,国家重点研发计划针对事关国计民生需要长期演进的重大社会公益性研究,以及事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的重大科学问题、重大共性关键技术和产品、重大国际科技合作,按照重点专项的方式组织实施,加强跨部门、跨行业、跨区域研发布局和协同创新,为国民经济和社会发展主要领域提供持续性的支撑和引领。
重点专项是国家重点研发计划组织实施的载体,是聚焦国家重大战略任务、围绕解决当前国家发展面临的瓶颈和突出问题、以目标为导向的重大项目群。
重点专项按程序报批后,交由相关专业机构负责具体项目管理工作。
按照国发64号文件的要求,科技部会同相关部门,根据“自上而下”和“自下而上”相结合的原则,遵循国家重点研发计划新的项目形成机制,面向2016年凝练形成了若干重点专项并研究编制了各重点专项实施方案,已经国家科技计划(专项、基金等)管理战略咨询与综合评审特邀委员会(以下简称“特邀咨评委”)和部际联席会议审议通过,并按程序报国务院批复同意。
根据“成熟一批、启动一批”的原则,现将“精准医学研究”等9个重点专项2016年度项目申报指南予以公布。
请根据指南要求组织项目申报工作。
有关事项通知如下:一、项目组织申报要求及评审流程1. 申报单位根据指南支持方向的研究内容以项目形式组织申报,根据项目不同特点可设任务(或课题)。
四川省科学技术厅关于组织申报国家重点研发计划“先进结构与复合材料”等重点专项2022年度项目的通知文章属性•【制定机关】四川省科学技术厅•【公布日期】2022.04.29•【字号】川科资〔2022〕21号•【施行日期】2022.04.29•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】科技计划正文四川省科学技术厅关于组织申报国家重点研发计划“先进结构与复合材料”等重点专项2022年度项目的通知川科资〔2022〕21号省级有关部门,各市(州)科技局,产学研机构等相关单位:科技部印发了《科技部关于发布国家重点研发计划“先进结构与复合材料”等重点专项2022年度项目申报指南的通知》(国科发资〔2022〕100号),根据科技部的通知要求,现将有关事项通知如下。
一、申报要求(一)申报国家重点研发计划“先进结构与复合材料”等重点专项2022年度项目,必须紧扣国家重点研发计划重点专项2022年度项目申报指南,紧密联系国家目标以及四川经济社会和科技发展的需求。
(二)申请资格、具体申报方式严格按照科技部《科技部关于发布国家重点研发计划“先进结构与复合材料”等重点专项2022年度项目申报指南的通知》要求执行。
请申报单位对所申报项目进行审核把关。
(三)科技厅负责组织国家重点研发计划重点专项项目的申报推荐工作。
请申报单位于2022年5月17日8:00至6月20日16:00,在科技部国家科技管理信息系统公共服务平台()进行网上申报,并于2022年6月15日18:00前登陆“四川政府服务网”(),上传加盖单位公章后的“申报2022年度国家科技创新2030/重点研发计划重点专项预申报书简表”扫描件(以下简称预申报书简表)。
同时,请将在国家科技管理信息系统公共服务平台上填写的预申报书下载,并发送至指定邮箱。
具体操作步骤:以法人身份登陆“四川政府服务网”(),选择“法人服务—科技创新—国家科技计划项目推荐服务—申请”,下载“预申报书简表”,填写—盖章—扫描件上传,并根据网上办理流程完成上报。
2021年中国自动化智能设备行业相关政策汇总根据中国证监会上市公司行业分类指引(2012年修订),中国自动化智能设备行业属于“C35专用设备制造业”;根据国家统计局国民经济行业分类和代码表(GB/T4754-2017),中国自动化智能设备行业属于“C35专用设备制造业”。
根据国家统计局战略性新兴产业分类(2018),中国自动化智能设备行业属于“2、高端装备制造产业”之“2。
1智能制造装备产业”之“其他智能设备制造”。
根据国家发改委、科技部、工业和信息化部、商务部、知识产权局联合修订的当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2011年度),中国自动化智能设备行业属于“七、先进制造业”之“94、工业自动化”。
1、行业主管部门及监管体制2022年中国自动化智能设备市场分析报告-产业现状与发展战略评估显示,中国自动化智能设备行业的监管体制采取政府职能部门产业宏观调控管理和行业协会自律管理相结合的方式。
政府主管部门为国家发改委、工信部和科技部,行业协会主要有中国自动化学会、中国电子专用设备工业协会等,其具体职能如下:国家发改委通过拟订并组织实施国民经济和社会发展战略、中长期规划和年度计划,统筹协调经济社会发展等方式,对本行业进行宏观管理;工信部及科技部通过拟订并组织实施工业、通信业、信息化的发展规划,推进产业结构战略性调整和优化升级,推进信息化和工业化融合等方式,对中国自动化智能设备行业进行宏观指导。
中国机器视觉产业联盟(CMVU)成立于2011年,隶属于中国图像图形协会(CSIG),是由全国从事机器视觉部件和系统制造商、系统集成商、代理商以及机器视觉及图像相关技术的咨询机构和使用机器视觉产品的各行各业的终端用户自愿结成的全国性企业联盟型组织,致力于提供行业信息、参与标准的制定、并推动国内外的广泛合作。
中国自动化学会(CAA)成立于1961年,由全国从事自动化及相关技术的科研、教学、开发、生产和应用的个人和单位共同发起设立,是中国科学技术协会的组成部分,专业领域包括:自动化新技术的研究开发与应用,自动化设备与新产品的设计、制造、测试技术,自动化技术与新产品在各工业领域中的应用。
案例一:互联网制造综合服务云平台协同制造在“互联网+”协同制造模式下,制造业企业将不再自上而下地集中控制生产,不再从事单独的设计与研发环节,或者单独的生产与制造环节,或者单独的营销与服务环节。
而是从顾客需求开始,到接受产品订单、寻求合作生产、采购原材料或零部件、共同进行产品设计、生产组装,整个环节都通过互联网连接起来并进行实时通信,从而确保最终产品满足大规模客户的个性化定制需求。
“智能制造+网络协同”已经成为事实上的未来制造模式,而未来的制造企业也势必将从单纯制造向“制造+服务”转型升级在传统制造业内部,每个不同的系统会彼此形成一个信息的孤岛,信息之间的彼此传递往往需要人工来执行。
随着时代发展,对于制造的敏捷性及精益制造要求高,订单驱动的生产模式,生产成本控制要求高,这就需要在不同系统之间进行集成,做到信息的互相传递。
因此,一个具有完整功能的制造运作管理平台对于一个企业来说十分必要。
平台功能基于物联网综合服务平台打造以增材制造(3D打印)生产服务为核心的柔性制造云平台,接入FDM(熔融沉积成型)工业级超大型3D打印设备集群、CLIP(连续液面生产)极速精微3D打印设备集群,未来还将链接SLA(光固化)、SLS(选择性烧结)等主流3D 打印设备集群及其他传统柔性制造设备(激光切割、CNC)。
它将制造这种潜藏在工业界、不易接触的生产能力,打包成标准的互联网服务,提供每一个人。
于全局端,通过采集设备之间通信及用户产生的数据,可进行云制造大数据的挖掘整理。
于企业端,通过设备连接、设备通信和产能共享,将闲散的剩余产能通过互联网连接出去,迅速精准地抵达需要制造服务的用户端。
于用户端,无论是专业个人用户和还是企业级用户,只要通过联网的移动端或PC端,都可以进行图纸上传、生产配置、在线询价、工单下达、生产与物流监控等操作。
其生产环节的各个功能将完全通过线上实现。
案例二:校车信息远程监控与管理系统案例介绍校车信息远程监控与管理系统,借助无线终端采集装在车辆不同部件的传感器数据和GPS信息,通过GPRS网络上传至物联网云计算平台,系统网页端调用物联网云计算平台提供的接口获取这些数据,并进行展示、控制、通知等。
国家重点研发计划增材制造与激光制造指南引言:增材制造与激光制造技术是当今工业制造领域中的关键技术之一。
为了推动我国制造业的转型升级和技术创新,我国政府制定了国家重点研发计划增材制造与激光制造指南。
本指南旨在指导相关企业和研究机构在增材制造与激光制造领域的技术研发和应用推广,提升我国在这一领域的国际竞争力。
一、指南的背景和意义1.增材制造与激光制造技术是现代工业制造中具有广泛应用前景的核心技术之一。
2.国家重点研发计划是我国支持创新科技发展、推动产业升级的重要计划。
3.制定本指南的目的是推动我国增材制造与激光制造技术的进一步发展,提升我国制造业的核心竞争力。
二、增材制造技术发展现状1.对增材制造技术的定义和原理进行清晰解释。
2.分析国内外增材制造技术的研究进展,指出我国在这一领域的优势和不足。
3.分析增材制造技术在国内外产业中的应用情况,并提出未来的发展趋势。
三、激光制造技术发展现状1.对激光制造技术的定义和原理进行清晰解释。
2.分析国内外激光制造技术的研究进展,指出我国在这一领域的优势和不足。
3.分析激光制造技术在国内外产业中的应用情况,并提出未来的发展趋势。
四、技术研发重点和方向1.确定增材制造与激光制造技术研发的重点方向,包括材料、设备、工艺等方面。
2.提出针对关键技术的研发路径和解决方案。
3.强调跨学科、跨行业的合作和创新,加强基础研究和应用研究的结合。
五、应用推广和产业化1.提出促进增材制造和激光制造技术应用的政策措施和法规支持。
2.加强技术标准和质量控制,提高产品的可靠性和稳定性。
3.推动相关产业链的协同发展,打造增材制造和激光制造的产业集群。
六、人才培养和创新团队建设1.强调培养高素质的增材制造和激光制造专业人才,提供相关教育和培训机会。
2.支持相关企业和研究机构的创新团队建设,鼓励人才流动和技术交流。
七、资金支持和项目管理1.加大对增材制造和激光制造技术研发的资金支持。
2.设立专门的项目管理机构,加强对项目的监督和评估。
跨校区开展工程认知与训练课程探索及实践作者:齐海涛邱玉婷赵雷孙英蛟史成坤来源:《高教学刊》2022年第31期摘要:工程認知与训练是北京航空航天大学面向信息大类本科学生的实践类工程基础必修课,也是开展劳动教育、培养学生工程实践能力和创新能力的重要环节。
该课程作为跨校区工程训练课程的试点课程,突破传统金工实习的教学理念,创新教学方式和教学内容,以学院路校区前沿理论讲解结合沙河校区远程全景视频实践直播,代替原有的沙河校区高频次分散型现场讲解;同时丰富教学内容,将认知知识前沿化、训练载体复杂化,增大先进制造技术的比重,这有助于加强学生对于大工程概念的理解,提高其工程实践能力和创新意识,为进一步解决复杂工程问题奠定实践基础。
关键词:工程认知与训练;信息类专业;跨校区同步教学;远程全景视频实践直播;实践教学中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2022)31-0013-04Abstract: Engineering Cognitive Training is a practical engineering compulsory course for undergraduates with information major at Beihang University. This course is an important link inlaunching labor education and cultivating students' engineering practice ability and innovation. As a pilot course in multi-campus, this course makes some changes as detailed below, the high frequency and decentralized on site theory teaching in Shahe Campus are replaced by centralized advanced theory teaching in XueYuan Road Campus coordinating with the remote panoramic live broadcast in Shahe Campus. According to make the cognitive knowledge frontier and the training carrier complex, and increase the proportion of advanced manufacturing technology, the new course owns much more advanced contents. The practice results suggest that this teaching mode can strengthen students' understanding of the large-scale engineering, and then improve their engineering practice ability and innovation.Keywords: Engineering Cognitive Training; information major; synchronous teaching in multi-campus; remote panoramic live broadcast; practical teaching随着“中国制造2025”“工业5.0”等新一轮科技革命的相继提出,新经济、新业态和新技术正在不断涌现和快速发展。
《专业技术人员科技创新与实务》公共知识培训考试试题一、单选题(20题每题2分共40分)1.公平竞争市场环境是激发企业自主创新动力的决定因素,必须通过()建立更加公平和充分竞争的市场环境,才能真正激发企业自主创新的动力。
A.体制机制改革B.创新驱动C.要素驱动D.投资驱动2.信息产业在全球以每年()以上的速度飞速发展,信息技术和产业正在进入一个转折期,2020 年前后可能出现重大技术变革。
A.50%B.30%C.20%D.60%3. 从国际对比来看,1990 年我国制造业占全球的比重为 2.7%,居世界第九;到 2000 年上升到 6.0%,居世界第四;2007 年达到 13.2%,居世界第二;( ) 年为 19.8%,跃居世界第一。
A.2009B.2010C.2011D.20124.当前我国对外技术依存度平均在 ( ) 以上,与一般发达国家的 30% 以下、美国和日本的 5% 以下有很大距离。
A. 30%B. 40%C. 50%D. 60%5、工程中常见的问题中,通常两个参数之间的矛盾,改善了某一个参数,会导致另一个参数的恶化,这是指()A.技术矛盾C.空间矛盾D.以上皆不是6. 实现矛盾双方的分离,总结简化矛盾,通常是解决()的核心思想。
A.技术矛盾B.物理矛盾C.空间矛盾D.以上皆不是7.在未来的科技发展中,()才是核心的生产力。
A. 专利技术B. 资本C. 人D. 创新思维8. 火车头式的管理者,虽然思路清晰,永远走在团队的最前头,能够激励团队,但却容易犯()的错误。
A. 简单粗暴B. 轻视细节C. 过于冲动D. 好高骛远9.国家自主创新能力建设,是一个全面、系统的工程,其创新内涵十分丰富,但在本讲中,所涉及的创新主要是指()。
A. 管理创新B. 技术创新C. 能力创新D. 思想创新10. “互联网+”是以互联网平台为基础,利用信息通信技术与各行业的跨界融合,推动产业转型升级,并不断创造出新产品、新业务与新模式,构建连接一切的新生态。
附件9“增材制造与激光制造”重点专项2017年度项目申报指南建议为落实《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》等提出的任务,国家重点研发计划启动实施“增材制造与激光制造”重点专项。
根据本专项实施方案的部署,现提出2017年度项目申报指南建议。
本重点专项总体目标是: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。
本重点专项按照“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、创新应用与示范部署任务。
专项实施周期为5年(2016-2020)。
1.增材制造1.1面向增材制造的产品创新设计技术(基础前沿类)研究内容:研究面向金属增材制造的工艺约束建模方法,结合结构功能与承载性能约束,发展复杂整体结构的高性能轻量化拓扑优化方法,实现结构构型、功能组件布局、多材料梯度布局的整体匹配优化设计;制定面向增材制造的整体结构、多材料梯度结构优化设计的标准规范、软件,形成可供工程化应用的增材制造结构优化设计技术体系。
考核指标:建立增材制造工艺约束模型和实现方法、典型零部件结构优化设计方法及其性能评估模型,可处理100万以上变量及2种以上不同类型设计变量的混合优化;整体结构优化设计实现结构件数量减少50%以上、功能和效能提升15%以上;形成相关设计软件平台、设计标准和规范;实现在航空、航天、能源、动力等领域的应用验证。
1.2高效宽幅微滴喷射阵列打印头的研发(重大共性关键技术类)研究内容:微滴喷射阵列打印头的流体输送特性、微小液滴形成与喷射过程、打印头寿命影响因素,液滴喷射品质的评价方法;微滴喷射阵列打印头流道结构设计、芯片封装过滤系统设计、MEMS制造工艺和CMOS工艺设计优化及集成方法;智能芯片设计及开发,芯片模块集成方法和校准方式;打印头微滴喷射控制技术。
考核指标:模块化设计,微滴喷射阵列打印头喷嘴密度大于1200个/英寸;单位打印头模块≥100mm , 集成打印宽幅≥900mm,打印头最高工作频率≥20 kHz,打印喷嘴寿命大于2.5亿次;可喷液体粘度范围1-100 CP。
1.3智能化增材制造系统平台(重大共性关键技术类)研究内容:增材制造元器件、材料工艺数据库、在线检测反馈系统、系统决策控制融合,构建增材制造智能化平台技术。
建立工艺参数库和知识库,开发支持高精度成形的数据处理算法和工艺数据库;建立在线检测系统与信息反馈系统,形成保证成形精度和制件质量的智能化工艺参数系统;研究装备系统的自诊断和自检测系统,形成智能在线预警和设备自保护系统;建立增材制造过程的工业标准体系,实现制造精度和质量的在线智能化控制。
考核指标:工艺数据库和工艺参数系统匹配不少于10种金属、高分子(含覆膜砂)和陶瓷材料,以及5种以上的增材制造工艺或装备;在线检测和反馈系统实施后,增材制造制件的变形、孔隙和裂纹等缺陷工艺可控,制件质量稳定性提高1倍;在工程中得到实际应用,实施不少于100个案例。
1.4高性能大型金属构件电弧/电子束熔丝增材制造装备与工艺(重大共性关键技术类)研究内容:针对电弧/电子束熔丝增材制造的三维数模分析、成型策略优化、数模分层及路径规划软件;大跨度机器手或6轴CNC运动控制技术与装备;高性能大型金属构件电弧/电子束熔丝成形构件质量控制及性能预测评估方法;成形过程实时监控技术;工艺和装备的相关标准规范。
考核指标:装备最大成形尺寸≥3500mm,成形效率≥500cm3/h,变形控制在0.4mm/100mm以内,构件主要力学性能指标不低于同成分铸件或者锻件,装备连续工作时间不低于240小时;实现应用验证。
1.5复杂精密金属构件电子束粉末床增材制造装备与工艺(重大共性关键技术类)研究内容:高精度电子束扫描系统设计原理与实现方法;粉床电子束增材制造装备系统集成与效能提升技术,包括定量送铺粉技术、辐射防护技术、快速冷却与气氛控制系统集成技术,成形过程实时可视监控与在线质量诊断技术等;复杂精密构件粉床电子束成形工艺与软件;复杂精密金属构件电子束粉末床增材制造装备。
考核指标:增材制造装备支持钛合金、难熔金属和金属间化合物等多种金属材料的精确成形;成形区域尺寸≥Ф350mm×380mm,几何精度≤±0.2mm,成形效率≥80cm3/h (以成形标准钛合金试样块为参考);装备与工艺实现应用验证。
1.6高性能非金属材料增材制造工艺与装备(重大共性关键技术类)研究内容:高性能陶瓷及其复合材料增材制造技术;连续纤维增强复合材料增材制造技术;研制相应的工艺装备,建立相应工艺装备的适应材料、设备可靠性、环保安全等标准规范;针对国家重大工程需求的应用研究。
考核指标:(1)高性能陶瓷及其复合材料增材制造装备的成形尺寸大于200mm×200mm×200mm,成形相对精度高于±2%,对于高致密度陶瓷,后处理后成形件致密度高于99%,对于陶瓷基复合材料构件,其室温断裂韧性≥8MPa ×m1/2;(2)连续纤维增强复合材料增材制造装备尺寸不大于400mm⨯400mm⨯600mm,可以通过行走方式实现尺寸≥2m的复杂结构件增材制造;(3)在国家重大工程中得到应用。
1.7用于缺损组织修复的可降解仿生多孔支架的增材制造制备技术(重大共性关键技术类)研究内容:针对可降解生物材料的仿生微结构及骨、软骨、血管、眼角膜等缺损组织修复支架的制备,研发相应的可降解生物材料增材制造装备与工艺;开展可降解仿生支架的再生修复性能及其调控技术研究,研究增材制造制备可降解支架的医疗安全性和有效性的检测标准与方法,研究制定相关准入与监管标准。
考核指标:工艺装备可以制备小于500μm的仿生微结构,支架孔隙率达到60%以上;制备的2-3种仿生多孔支架达到进入临床试验的要求。
1.8增材制造修复与再制造技术与装备(重大共性关键技术类)研究内容:不同工业领域失效零件增材修复工艺与装备设计原则;零件可修复性评价与修复判据;损伤部位前处理及在线3D测量方法、待修复部位几何模型快速重建、分层切片及扫描路径规划;面向工程化应用的增材修复与再制造专用合金材料设计和制备技术;增材修复与再制造的控形控性技术;后处理与无损检测、性能表征及性能考核。
考核指标:增材制造修复装备可修复零件尺寸≥3.5m,变形量≤0.1mm/100mm;缺陷部位几何重建时间小于0.5h,可实现修复层厚和扫描路径调节;修复和再制造后综合力学性能不低于原件性能的90%;建立增材修复与再制造标准及规范;在国家重大工程中得到应用。
1.9复合增材制造技术及装备(重大共性关键技术类)研究内容:增材/锻造复合制造技术;增材/减材复合制造技术(可任选材料同步送进增材制造技术或粉末床增材制造技术);研制相应的工艺装备;建立工艺数据库以及工艺、装备、制件的相关标准规范;针对国家重大工程需求的应用研究。
考核指标:(1)增材/锻造复合制造装备支持多种金属材料增材成形,实现成形组织等轴细晶化,晶粒度及其均匀性超过锻件水平;成形效率≥3kg/h(以Ti-6Al-4V合金沉积为参考),最大成形尺寸≥3500mm;变形控制在0.3mm/100mm以内;(2)增材/减材复合制造技术方向,对于材料同步送进增材/减材复合制造技术,装备具有成形复杂曲面以及带有内腔、内孔、内流道零部件的能力,成形零件精度不低于0.5‰,表面粗糙度不大于2μm,最大成形尺寸≥1000mm,成形效率≥200cm3/h,连续工作时间≥240h;对于粉末床增材/减材复合制造技术,装备最大成形尺寸≥300mm,成形效率≥15cm3/h,无故障工作时间≥2000h;(3)建立相关的标准、规范;(4)在国家重大工程中得到应用。
1.10金属增材制造缺陷和变形的射线检测技术与装备(重大共性关键技术类)研究内容:增材制造过程冶金缺陷与应力应变的在线射线(包括X射线、红外和自然光等)无损检测方法;元素含量的高精度在线检测;增材制造特殊冶金缺陷的形成机理、缺陷特征和无损检验特性;检测信息与材料、结构性能之间的关联。
考核指标:研制出金属增材制造在线射线检测装备,实现钛合金、合金钢、铝合金、高温合金等4类金属结构件增材制造过程的在线检测;主要成分探测值误差优于±3at.%,缺陷的检测识别精度≤0.05mm(以25mm厚的钛合金为参考),变形的检测精度≤0.1mm/100mm;形成相关射线的检测规范和标准。
1.11增材制造技术在航空航天制造领域的产业化应用示范(应用示范类)研究内容:针对飞机和航天器的国家重点工程任务,提出基于增材制造的系统级结构设计新思路,梳理出适合于增材制造的结构件的类型,进行基于增材制造工艺的结构与材料优化设计,采用适当的增材制造技术完成相关零部件的制造和后处理,形成成套的增材制造过程与制件性能的分析检测技术,进行增材制造结构件以及采用增材制造件后系统的功能、性能、制造效率与成本的综合评价。
考核指标:结构件减重﹥30%,功能提升﹥15%,制造全周期缩短﹥20%,成本降低﹥20%;可覆盖的零件应用比例不低于铝合金和钛合金结构总重量的3%;建立整套设计方法、制造工艺及评价体系;实现增材制造结构件的批量生产并装机应用;优先采用科技计划(专项、基金等)支持的技术成果。
1.12个性化定制医疗器械增材制造技术与应用示范(应用示范类)研究内容:开展金属与非金属医疗器械(含医用非医疗器械)的个性化建模、设计与定制增材制造技术研究,并在临床需求量较大、个性化特征需求较高的方向开展临床应用研究,主要包括增材制造个性化人工关节,个性化人工脊柱植入物,个性化义齿及种植体,个性化颅颌面缺损修复体,增材制造人体疾病精准治疗等;建立增材制造生物医疗临床应用的服务、设计、定制生产和综合评价的标准规范及质量监控体系。
考核指标:产品打印精度和性能满足临床使用要求(一般精度优于0.1mm);对于增材制造I类、II类和III类医疗器械(含医用非医疗器械)的临床试用或应用病例达到200例以上;相关产品进入CFDA评价;优先采用科技计划(专项、基金等)支持的技术成果。
1.13 面向创新创业的3D打印技术平台及应用(应用示范类)研究内容:针对不同层次人群创新创业的需求,开发3D 打印创意设计和建模软件,研发一体化创新创业平台,汇聚3D打印创新设计、打印设备等资源,面向教育、培训、创新设计、文化创意等开展应用示范。