為落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》和《中國製造2025》等提出的任務，國家重點研發計劃啟動實施“增材製造與激光製造”重點專項。根據本專項實施方案的部署，現提出2018年度項目申報指南建議。
本重點專項總體目標是：突破增材製造與激光製造的基礎理論，取得原創性技術成果，超前部署研發下一代技術;攻克增材製造的核心元器件和關鍵工藝技術，研製相關重點工藝裝備;突破激光製造中的關鍵技術，研發高可靠長壽命激光器核心功能部件、國產先進激光器，研製高端激光製造工藝裝備;並實現產業化應用示範;到2020年，基本形成我國增材製造與激光製造的技術創新體係與產業體係互動發展的良好局麵，促進傳統製造業轉型升級，支撐我國高端製造業發展。
本重點專項按照“圍繞產業鏈，部署創新鏈”的要求，從增材製造與激光製造的基礎理論與前沿技術、關鍵工藝與裝備、創新應用與示範三個層次，圍繞增材製造與激光製造兩個方向，共部署10個重點研究任務。專項實施周期為5年(2016-2020年)。
1.增材製造
1.1 基於增材製造的智能仿生結構設計技術(基礎前沿類)
研究內容：探索形狀記憶材料增材製造新原理和新工藝，形成與製造工藝匹配的改性技術和專用材料;研究形狀記憶材料增材製造結構的智能變形行為，揭示從成形材料組織、性能、功能到製品行為的映射規律;發展基於形狀記憶材料增材製造的智能仿生結構設計技術，在滿足係統輕量化、功能融合等要求下，實現包括精確智能變形在內的功能和效能提升;以生物醫療、航空航天、汽車等領域的複雜結構及傳感器或作動器等為目標開展功能應用驗證。
考核指標：形狀記憶材料在增材製造工藝中功能參數損失不超過5%，非金屬成形結構可調變形量不小於40%，金屬結構可調變形量不小於8%;係統體積降低50%以上，智能形變效能提升15%以上。
1.2 大功率高精度數字式掃描電子槍係統(重大共性關鍵技術類)
研究內容：麵向金屬粉末床增材製造工藝需求，提升電子槍的使用壽命，研發電子加速與束流強度的精確控製技術，提高電源的可靠性和加速電壓的穩定性;研究適於選區熔化的電子光學設計及高精度數字式掃描係統，提高束斑質量和掃描精度;研發陣列式電子槍係統，擴大電子束精確掃描的範圍;研發電子槍運行狀態的監控和自診斷、自恢複技術，提高其運行的可靠性。
考核指標：單電子槍功率不小於3kW，最小束斑直徑200μm;掃描範圍不小於400mm?400mm，精度優於100μm;電子槍係統無故障工作時間大於200小時;在電子束增材製造裝備中得到應用驗證。
1.3 麵向增材製造的模型處理以及工藝規劃軟件係統(重大共性關鍵技術類)
研究內容：適用於各種增材製造技術的普適性數字模型處理方法;針對數字模型的高效切片算法;增材製造典型結構件的高效路徑規劃算法;工藝仿真優化工具軟件。
考核指標：建立普適性的模型處理軟件，可自動生成不少於5種工藝支撐和不少於5種點陣結構;GB級數字模型切片時間不大於30分鍾;適用於3種以上主流增材製造工藝的高效路徑規劃算法，能夠自動識別增材製造模型工藝特征不少於5種，GB級數字模型自動工藝路徑規劃時間不大於1小時;開發不少於三種以上主流增材製造工藝(包括金屬和非金屬)的仿真優化工具軟件。
1.4 高負載旋轉件增材製造技術與裝備(重大共性關鍵技術類)
研究內容：針對動力、能源等領域的葉片、葉盤、葉輪等高負載(高轉速與高溫)旋轉件的增材製造需求，研究：基於增材製造的旋轉件結構優化設計方法;旋轉件增材製造工藝特性及組織和性能調控技術;高預熱溫度激光選區熔化增材製造裝備;增材製造旋轉件後續熱處理、精整加工、檢測與綜合評價技術。
考核指標：增材製造旋轉件綜合力學性能(包括疲勞、斷裂韌性和高溫蠕變性能)滿足相關產品設計要求，中低溫旋轉件性能與鍛件性能相當，高溫轉動件性能不低於鑄件;粉末床預熱溫度達到600℃以上的激光選區熔化增材製造裝備;建立相關的結構設計、增材製造工藝、檢測與評價體係及標準與規範。
1.5 微納結構增材製造工藝與裝備(重大共性關鍵技術類)
研究內容：研究複雜三維微納結構增材製造新原理和新工藝，研發與微納結構增材製造工藝匹配的成形材料體係，實現功能化的微納結構與宏觀結構同步製造，開發微納增材製造裝備樣機;以微機電係統、傳感器、微納光學，精密醫療器件等為應用對象，開展器件製造應用實驗，形成具有重大應用前景的新型功能器件原型，實現具有微納特征的三維結構與功能一體化製造。
考核指標：層厚精度優於2μm，表麵粗糙度Ra優於300nm;製造範圍不小於100×100×50mm;實驗應用器件不少於5類;形成材料、工藝、裝備等規範或標準。
1.6 可降解個性化植入物的增材製造技術與裝備(重大共性關鍵技術類)
研究內容：可降解生物材料的增材製造設備、工藝與植入物個性化設計軟件;與增材製造工藝匹配的可降解材料;個性化可降解醫學植入物設計原理、增材製造和臨床試驗應用研究。
考核指標：設備加工尺寸不小於300?300?300mm，製作精度不低於0.05mm;滿足製造工藝的可降解材料5種以上，製作過程滿足植入物安全規範，產品通過安全性評價，符合外科植入物國家/行業標準;植入物降解後達到組織的功能再生，臨床試驗 40例以上。
1.7 多細胞精準3D打印技術與裝備(重大共性關鍵技術類)
研究內容：多細胞體係的3D打印設備和細胞存活維持係統;細胞與基質材料一體化的生物打印墨水體係;以複雜人體組織和器官為對象的藥物模型和動物試驗研究。
考核指標：設備加工尺寸不小於300?300?200mm，保證85%以上細胞存活不小於10天;滿足打印工藝的細胞材料(生物墨水)10種以上，材料與設備達到生物安全標準，藥物和動物實驗各20例以上;建立多組織與器官的打印工藝規範，滿足國家生物醫學安全相關規範或標準。
1.8 高性能聚合物材料醫療植入物增材製造技術(重大共性關鍵技術類)
研究內容：聚醚醚酮等高性能聚合物材料醫療植入物增材製造技術;適用醫療植入要求的聚合物材料增材製造材料體係;增材製造聚合物醫療植入物臨床試驗應用。
考核指標：製作精度優於0.05mm，達到醫療植入標準的聚合物材料(粉料或線材)4種以上;製件拉伸力學性能不低於90MPa，產品通過安全性評價，符合外科植入物國家/行業標準，完成動物實驗;臨床試驗40例以上。
1.9 移動式增材修複與再製造技術與裝備(重大共性關鍵技術類)
研究內容：針對交通、動力、能源、石化等大型高價值裝備的快速現場維修需求，研究：現場增材修複與再製造工藝與裝備;針對現場增材修複與再製造的快速三維測量、數模分析、成形策略、數模分層及路徑規劃軟件;零件現場可修複性與再製造性的定性和定量評價方法;適用於現場增材製造維修的集約化材料設計;現場熱處理及後續加工策略;修複件無損檢測與服役壽命預測，以及性能評價和考核。
考核指標：移動式增材修複與再製造裝備功率不大於20kW，沉積效率不小於150cm3/h(以鈦合金為參考)，可修複零件尺寸不小於3m;工藝裝備滿足陸運、海運、空運等運輸條件和現場作業的環境要求，運輸到工作地點後工作準備時間小於0.5h;集約化材料修複和再製造後綜合力學性能不低於原件性能的80%;建立現場增材修複與再製造的標準與規範，在國家重大工程中應用。
1.10 增材製造件後續電化學精整加工的整體製造策略與工藝技術(重大共性關鍵技術類)
研究內容：針對現有金屬增材製造技術難以同時兼顧高效率和高精度製造的瓶頸問題，研究兼備高效率和高精度的增材製造與電化學精整加工的整體最佳製造策略與工藝技術，建立增材製造金屬零件結構特征、材料組織、應力狀態與電化學精整加工的工藝匹配關係。
考核指標：最終製造件單方向尺寸不小於500mm，尺寸精度優於±0.05mm，表麵粗糙度優於Ra 1.6μm;同等加工精度條件下整體製造效率較采用銑削方法精整加工提高3倍以上(以鎳基高溫合金為參考);具備成形加工空間曲麵、凸台、孔等複雜結構的能力;建立相關的標準與規範，實現鈦合金、高溫合金等典型產品在國家重大工程中應用。
1.11 在傳統製造結構件上增材製造精細結構(重大共性關鍵技術類)
研究內容：針對現有金屬增材製造技術難以兼顧高效率和低成本製造的瓶頸問題，研究：在鍛件上增材製造局部精細結構;在機械加工件上增材製造局部精細結構;在鑄件上增材製造局部精細結構。
考核指標：可在包括鎳基高溫合金、鈦合金、鋁合金和鋼類合金的傳統製造結構件上增材製造精細結構;複合製造的整體結構件不低於原件的綜合力學性能;較傳統製造方法效率提升一倍，成本降低30%以上;建立相關的工藝數據庫和標準與規範。
1.12 金屬增材製造的高頻超聲檢測技術與裝備(重大共性關鍵技術類)
研究內容：不同時、空調製下，超聲激勵方法在金屬增材製件中激發超聲的作用機理和規律;增材製造的材料組織、冶金缺陷、應力狀態與高頻超聲的相互作用規律、數據分析與特征提取方法;高抗幹擾性的在線及離線的非接觸式高頻超聲測量方法與裝備技術。
考核指標：研製出可對增材製造過程實時在線檢測及對增材製造完成後的結構件進行檢測的非接觸式高頻超聲檢測裝備和數據處理軟件，實現對鈦合金、合金鋼、鋁合金、高溫合金等材料增材製造件的在線及離線無損檢測;檢測盲區≤0.1mm，可檢測缺陷的分辨率優於0.1mm，掃描速度≥5mm/s，可檢測晶粒度≤50μm;建立金屬増材製造構件高頻超聲檢測的規範和標準。
1.13 基於Web環境的消費級3D打印在線處理服務技術應用示範(應用示範類)
研究內容：針對消費級3D打印應用的並發性高、價格敏感性高、個性化要求高以及用戶專業化程度低的特點，研究：基於Web的輕量化在線建模技術;超大規模三維數據並行處理技術;個人消費級的3D打印物體精準彩色上色技術。
考核指標：建模軟件可在ioses、安卓、Windows等用戶終端上運行，支持1000人並發;支持總量10億級麵片的超大規模三維模型的並行生成、切片;三維物體上色表麵誤差≤2mm;實現項目研發技術在創新創意產業的應用示範，軟件銷售2000套以上。
1.14 高強鋁合金增材製造技術在大型客機製造中的應用示範(應用示範類)
研究內容：針對國產大型客機高強鋁合金結構件，研究：基於增材製造工藝的大型客機結構件優化設計方法;批量化增材製造的工藝穩定性和性能評價;基於增材製造工藝的專用高強鋁合金設計許用值;民機適航條款符合性驗證方法以及可靠性評價方法;基於增材製造的大型客機“材料-設計-工藝-檢測-評價”全流程技術體係。
考核指標：建立滿足適航審定要求的整套製造工藝、材料及評價體係文件;在保持同等剛度並滿足相關服役要求的基礎上相對傳統製造方案實現減重10%，製造周期縮短20%;使用增材製造技術批量生產典型鋁合金零件並裝機應用，零件的主要性能離散度小於5%;應用國內自主研發的增材製造裝備與技術成果。
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