科技部增材制造重点专项2017年度项目申报指南(3)
2. 激光制造
2.1 超快激光微纳制造机理及新方法(基础前沿类)
研究内容:面向新能源、航空航天等领域国家重大需求和新型功能器件制造,建立超快激光与材料相互作用多尺度理论与观测体系,从电子层面理解光场调控下微纳加工的新现象和新效应;研究超快激光时域/空域分布对电子动态和材料性质调控的加工新原理、新方法及其前沿应用,设计和加工若干具有重大应用前景的新型微纳功能器件。
考核指标:建立超快激光与材料相互作用的多尺度模型;实现加工过程的多尺度观测,跨越10个以上时间数量级;加工面积达到平方厘米量级、含超过10万个微纳结构;解决新能源、航空航天等领域1-3个国家重大需求中核心构件的制造难题,发展1-3个有重大应用前景的新型功能器件。2.2 制造用大功率光纤激光器(重大共性关键技术类)
研究内容:针对激光制造/增材制造装备需求,开发传输组件、功率合束器等大功率光纤激光关键器件;开展光束质量控制、非线性抑制、光谱控制、多路光纤激光功率合成等关键技术研究;研究高功率泵浦、散热、输出功率稳定性及光致暗化等关键技术;发展工业化大功率光纤激光器系统集成和模块化组装技术。
考核指标:开发出长寿命3kW单模光纤激光器和高可靠性20kW~30kW的多模光纤激光器(输出光纤芯径≤200μm);实现>2kW单模光纤激光器与>20kW多模光纤激光器的小批量化制造;项目验收时实现激光制造用>2kW单模光纤激光器100台以上、以及>20kW多模光纤激光器10台以上的销售量;实现项目研制大功率光纤激光器在激光制造装备上的应用示范。
2.3 制造用紫外激光器(重大共性关键技术类)
研究内容:针对激光制造/增材制造装备需求,开发紫外激光元器件加工工艺,解决抗损伤紫外晶体等光学元件产品化难题;研究工业激光器数值设计与仿真方法,研究高功率紫外激光器的制造技术;研究激光器光场分布、偏振/相位特性等调控新方法,构建紫外激光器性能验证的加工工艺平台,研究紫外激光器工业化解决方案。
考核指标:研制出40W级以上100kHz~1MHz的355nm与10W级50kHz~150kHz的266nm纳秒脉冲激光器;建立半自动化紫外激光器批量装配生产线;项目验收时国产化工业紫外激光器实现200台以上销售,其中>20W的激光器销售不少于20台、>10W的激光器销售不少于30台;实现项目研制紫外激光器在激光制造装备上的应用示范。
2.4 硬脆材料的激光高效加工装备(重大共性关键技术类)
研究内容:研究硬脆材料的微结构成形机理及工艺方法,研究硬脆材料激光高效精密制造技术及表面质量控制方法;攻克激光脉冲调制、光束稳定性控制、多轴运动协同等关键技术;研制高精度高速扫描振镜等激光制造用元器件,开发成套专用激光制造装备。
考核指标:瞄准航天航空、电子制造等领域的典型硬脆材料加工需求,研制动态三维扫描振镜(最大扫描速度不低于8m/s、瞬态特性不大于160μs);开发光机电协同控制系统;研发不少于2类激光精密自动化制造装备,表面粗糙度Ra≤0.0004mm,尺寸精度误差优于0.005mm,进行典型工程应用。
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