项目 2 高效大尺寸激光选区熔化增材制造及复合制造工艺与装备

研究内容：

针对现有金属增材制造技术难以兼顾高效率、高精度和低成本制造的瓶颈问题，研究高效大尺寸高精度成形的装备设计原理与实现方法、粉末预热温度的设计与控制方法、同一成形区域多振镜协同高速动态调焦成形、成形自适应分层与自适应工艺参数等，开发高可靠性气氛控制、多材料工艺参数自主优化与决策、打印前后处理全闭环与智能化生产装备。建立增材制造装备的相关工艺数据库和标准规范，开展在工程制造领域中直接应用和传统结构精准定位复合制造中的应用。

考核指标：

研发金属激光选区熔化增材制造装备1台/套。

1）自主研发振镜及多振镜协同模块，其重复精度优于2.0urad，位置速度大于30rad/s，正常工作8h下漂移小于60urad。

2）自主研发控制与路径规划软件，多振镜成形尺寸范围不小于500mm×500mm×500mm；成形几何精度优于±50μm，表面粗糙度小于Ra10，成型室预热温度600℃以上，不同结构尺寸的零件成形效率提升10倍以上，复合制造整体结构件不低于原件的综合力学性能，装备的无故障运行时间大于500h。

3）申请发明专利6件以上，装备应用于航空航天、模具、汽车等行业领域中，实现产品销售值1亿元以上。

支持方式：本项目要求企业牵头申报，无偿资助。

项目 3 面向骨精准修复的生物活性材料增材制造技术与装备

研究内容：

针对金属、高分子定制式骨植入体生物活性差、不具有再生修复能力等临床问题，开展生物活性骨诱导再生材料的规模化增材制备技术研究，实现具有天然骨组织仿生微观结构、宏观尺寸精准匹配的多级功能骨修复体的制备；开展多喷头高精度、高通量、协同打印等关键技术研究，研制可打印多组分复杂结构的生物增材制造装备；开展医学临床应用研究，建立增材制造定制式生物活性修复体的质量标准规范，并形成临床应用示范。

考核指标：

1）研发3种以上促进骨再生修复的增材制造用生物活性材料及与其匹配的3D打印专用装备，满足大缺损、长骨等修复要求，成型尺寸≥150mm×150mm×100mm，单轴分辨率≤20μm，功能部分的局部单轴定位精度≤2μm。

2）掌握复杂仿生拓扑结构定制植入体设计，尺寸匹配率达到90％以上，生物力学达到松质骨水平，修复体植入2～4周有新骨生成。

3）制作过程满足植入物安全规范，产品通过安全性评价，临床试验20例以上，并建立增材制造定制式骨科生物活性修复体质量标准规范。

4）申请发明专利6件以上，发表高水平研究论文不少于3篇。

支持方式：本项目要求企业牵头申报，无偿资助。

项目 4 超快激光多轴精密加工刀具装备研发与应用

研究内容：

研发超快激光多轴精密加工刀具关键工艺技术与装备。攻克激光振镜模块与多轴运动平台联动的关键技术瓶颈，实现多轴加工装备的高静态刚度和动态响应稳定性，保证曲线加工中激光光斑质量及焦点的稳定运动；研发满足刀具复杂型面特点及大曲率曲面激光成型加工需求的运动控制、插补方式、残余识别等控制技术，以及轨迹监控、自诊断技术和数控系统开放式通信技术；建立成套典型刀具的激光多轴联动数控加工工艺数据库；制造的复杂型面刀具满足超硬材料、硬质合金、超硬涂层、陶瓷等的加工要求，实现在汽车、模具、航空航天等领域的推广应用。

考核指标：

1）超快激光多轴精密加工刀具装备1台/套。采用国产皮秒激光器，脉冲功率不小于50μJ，最小光斑直径小于50μm。

2）加工尺寸范围20mm～400mm，可实现复杂型面大曲率曲线多轴联动一次性加工成型；加工精度大于5μm，刀具轮廓精度大于10μm，尺寸精度大于10μm；移动定位精度达到X、Y、Z轴：0.1μm；A、C 旋转轴：0.01°。

3）申请发明专利5件以上，实现在汽车、模具、航空航天等领域应用，实现产品销售不小于200台，新增产值7000万元以上。

支持方式：无偿资助。