2023年1月9日、南極熊は、西空智能製造が主導する国家重点研究開発計画「付加製造とレーザー製造」の重点特別プロジェクト「レーザー粉末床融合付加製造のオンライン監視と品質評価技術」プロジェクトが承認されたことを知りました。
このプロジェクトは西空智能製造が主導し、西安交通大学、武漢大学、南京理工大学など5つの大学、AECC北京航空材料研究所など4つの研究機関、ポリライトや易佳3Dなど著名な付加製造企業が共同で参加したと報じられている。 「メカニズム-テスト-評価-規制」の全チェーンにおけるLPBF積層造形のオンライン監視と品質評価の主要技術を研究することは、金属積層造形の大規模生産における品質保証の問題を解決し、我が国の金属積層造形設備と技術力をさらに高め、重要な科学技術と工学の応用価値を持ち、また大きな社会的、経済的利益を生み出すことになる。
△重点特別プロジェクト「付加製造とレーザー製造」2022年度プロジェクト（第2期）正式申請書記入のお知らせ
「レーザー粉末床溶融結合積層造形法のオンライン監視・品質評価技術」プロジェクトについて<br /> 研究内容：レーザー粉末床溶融積層造形プロセスの合金組成、クロススケールの微細構造/欠陥、応力/変形状態と特性情報の関係を研究し、積層造形溶融池の動的挙動、異種マクロ/微細構造特性のマルチ物理場オンライン監視方法とオンライン品質評価技術システムを研究し、粉末状態の迅速かつ正確な識別と分類、溶融池情報の特徴抽出と品質予測、層ごとの溶融領域構造/欠陥識別と輪郭変形解析などのキーテクノロジーを開発し、オンライン監視データに基づいてマルチ情報融合と高効率ディープラーニングモデルを開発し、プロセスパラメータ-特性情報-製造品質の相関関係を明らかにし、効率的なオンライン品質評価、特徴識別、パラメータ制御方法を開発します。
評価指標：レーザー粉末床融合積層造形用のオンライン監視モジュールを3つ以上開発し、10種類以上の異常な製造状態特性をオンラインで識別します。粉末敷設欠陥の認識精度が90％以上、見逃し率が5％以下、製造プロセスの溶融池温度監視精度が±5％以上、粉末敷設欠陥と故障の対応が100％の高効率監視評価アルゴリズムモデルを確立します。10種類以上のプロセス属性データ、6種類以上のプロセス監視データ、6種類以上のマーキング品質評価パラメータをカバーし、オープンデータのダウンロード利用率が80％以上の50TB以上の規模の共有データベースを構築します。25社以上の企業（粉末床融合積層造形装置400台以上）で適用検証を実施し、レーザー粉末床融合のオンライン監視と品質評価の仕様と標準を10以上策定します。
国家重点研究開発計画「付加製造とレーザー製造」の重点プロジェクトについて<br /> 国家重点研究開発計画は、従来の国家重点基礎研究開発計画（973計画）、国家ハイテク研究開発計画（863計画）、国家科学技術支援計画、国際科学技術協力交流特別プロジェクト、産業技術研究開発基金、公益産業科学研究特別プロジェクトを統合したもので、国民経済と人民生活に関わる社会公益の重要研究、および産業の核心競争力、全体的な自主革新能力、国家安全保障に関わる戦略的、基礎的、将来的な重要科学課題、重要な共通重点技術・製品を対象とし、国民経済と社会発展の主要分野に継続的な支援と指導を提供します。
以下は、「第14次5カ年計画」国家重点研究開発計画の重点特別プロジェクト「付加製造とレーザー製造」の2022年の全プロジェクト詳細です。PDF文書をダウンロードすることもできます。
第14次5カ年計画の国家重点研究開発計画2022プロジェクト：付加製造とレーザー製造1.基礎理論と最先端技術
1.1 クロススケール自己潤滑複合構造の付加製造<br /> 研究内容：我が国の航空宇宙およびハイエンド機器の高度に統合された精密オンデマンド潤滑および潤滑された特殊形状部品の設計および製造ニーズに応えて、複合潤滑機能部品の統合積層造形に関する研究を実施し、積層造形専用の自己潤滑機能材料の設計と準備、クロススケール潤滑機能構造、寸法変異特殊形状部品の統合精密製造のキーテクノロジーを研究し、積層造形用の自己潤滑複合材料システムを開発し、精密オンデマンド潤滑構造の積層造形のための新しい原理とプロセスを探求し、積層造形用の制御可能な自己潤滑表面およびインターフェース材料の精密設計と構築のための新しい方法を研究し、クロススケール積層造形プラットフォームを確立し、潤滑機能の正確なカスタマイズシステム設計と統合製造技術を開発します。
評価指標：動作温度≥150℃、荷重≥100N、摩擦係数≤0.05、摩耗率≤5×10-5mm3/Nmの積層造形に適した自己潤滑複合材料システムを少なくとも2種類形成し、最大成形サイズが600mm×600mm×600mm以上のクロススケール自己潤滑複合構造積層造形装置を開発し、0.5μm～500mmの範囲でクロススケール自己潤滑複合構造のプログラマブル設計と統合積層造形を実現します。複合構造の多孔度≤1%、体積収縮≤5%、引張強度≥100MPa、破壊靭性≥5MPa·m1/2を実現します。航空、宇宙、原子力など少なくとも3つの分野で機能応用検証に合格します。従来の製造部品と比較して、
2. 組み立て部品の数が50%削減され、重量が30%軽減され、製造サイクルが20%短縮されます。
提案された組織方法: 公開競争
1.2 フェムト秒レーザー電気化学複合マイクロナノ積層造形法<br /> 研究内容：フェムト秒レーザー支援による三次元複合金属マイクロナノ構造の局所電気化学積層造形、マスクレスレーザー電気化学二重結合による微細構造粒子のその場積層造形メカニズムの探究、フェムト秒レーザー誘導下での局所電気化学堆積による組織・構造・機能の統合マイクロナノ製造の新手法の研究、レーザー電気化学複合エネルギー場によるサブミクロン複合構成およびミクロン機能構造アレイの製造、ナノ素子およびミクロン構成の精密制御の研究。
評価指標：シミュレーションモデル1セットを確立し、3次元の複雑な構造のマイクロ金属部品の製造を実現します。金属純度≥99.5%、体積堆積速度≥10μm3/s、ミクロンスケールの表面でアスペクト比≥500、底面との遷移円弧半径≤2μmのマイクロ構造を実現します。複雑なマイクロ構造アレイの面積≥2mm2、アレイ内の単一構造の寸法精度≤300nm。
提案された組織方法: 公開競争
1.3 材料組成の3次元精密制御による粉末床溶融金属積層造形法<br /> 研究内容：粉末床融合積層造形用のオンライン多成分材料精密添加技術を開発し、三次元制御材料成分による異種粉末床融合積層造形のプロセス特性、材料の原位置冶金挙動、材料の勾配/界面挙動と組織性能進化法則を研究し、異種材料成分の成形プロセスにおける応力-変形進化法則を明らかにし、異種材料の勾配/界面挙動、組織、性能の協調制御方法を確立し、材料組成遷移範囲の精密制御とその後の熱処理などのキーテクノロジーを開発し、三次元精密制御材料成分による部品の革新的な設計、製造、評価を実現します。
評価指標：三次元的に精密に制御可能な材料成分を有する非均質粉末床融合積層製造装置を開発し、4つ以上の材料成分の独立、精密、制御可能な添加を実現し、材料遷移領域は0.1mm～10mmの範囲内で三次元の任意の方向に精密に調整でき、材料成分変化領域の位置制御精度は±0.3mmである。形成された構造の最大サイズは≥250mm、部品の成形精度は±0.2mm、表面粗さは≤Ra6.3μmである。三次元的に精密な材料分布を持つ3種類以上の複雑な精密金属部品の設計と製造を完了し、主要な性能/機能指標を≥30%向上させる。
提案された組織方法: 公開競争
1.4 レーザー光場制御によるフレキシブル光電子デバイスのマイクロナノ製造
研究内容：フレキシブル光電子デバイスの鍵となるマイクロナノ構造をターゲットに、レーザー時間領域/空間領域/周波数領域光場制御法を研究し、レーザー制御光場とフレキシブル光子デバイス材料との相互作用による新現象と新効果を探求し、レーザー遠距離場とマイクロキャビティなどの近接場光学効果を組み合わせた新しいマクロマイクロナノクロススケールマスクレス加工技術を研究し、遠距離場-近接場複合光場用のマスクレスで効率的なレーザーマイクロナノ製造装置を開発します。
評価指標：空間クロススケール複合光場制御モデルを確立し、7桁以上に及ぶマクロ・マイクロ・ナノ多層構造の製造を実現し、線幅は80nm以上、一回の露光処理面積は25cm2以上、一回の露光マイクロ・ナノ構造ユニット数は200万を超え、接合面積は100cm2以上、ウェアラブル指向性光源、光電検出、光センシングなどのハイブリッド統合フレキシブル光電子デバイスの1～3つの主要アプリケーションを実現します。
提案された組織方法: 公開競争
1.5 異種バイオニック構造設計と統合積層造形<br /> 研究内容：バイオニック構造における材料/構造の多重結合挙動とメカニズムを探求し、効率的な振動低減、インテリジェント変形、損傷自己修復などの機能要件に一致するバイオニック構造のモジュール設計方法を研究し、異種材料の積層造形に基づくバイオニック機能のモジュール制御規則を明らかにし、機能モジュール部品の多次元、マルチスケール、異種材料のバイオニック設計技術を開発します。異種材料システム下でのモジュール式バイオニック部品の統合積層造形のキー技術を研究し、積層造形のためのマクロ-マイクロ構成-異種材料のバイオニック構造設計、シミュレーション、プロセス計画プラットフォームを開発し、複数の複雑なアプリケーション環境下での積層造形されたマクロ-マイクロ構成-異種材料のバイオニック部品の性能評価技術を開発します。
評価指標：異種材料の統合積層造形に基づく機能統合バイオニック構造設計プラットフォームを確立し、損失係数、構造変形、損傷修復などの機能指標を30％以上向上させ、異種インターフェースの強度が母材の70％以上、成形精度が±0.2/100mm以上である。バイオニック構造設計データベースを確立し、バイオニックユニットライブラリには10種類以上の構成タイプが含まれ、複合インターフェースライブラリには5種類以上のインターフェースタイプと5種類以上のバイオニック構造設計テンプレートが含まれる。チタン合金やニッケルチタン合金などの異種材料に基づくバイオニック構造の統合製造を実現する。バイオニック設計に関する2つ以上の国際標準または国家標準を策定し、2つ以上の分野（航空宇宙、海洋など）でのバイオニックコンポーネントの適用検証を実現し、効率的な振動低減、損傷の自己修復、インテリジェント変形などの機能を備える。
提案された組織方法: 公開競争
1.6 機能化された活性心筋組織の付加製造
研究内容：心筋組織損傷の治療を目指し、活性心筋組織の高精度積層造形とその機能再生法に関する研究を行っています。機能的活性心筋組織の複雑な微細構造システムのバイオニック設計法を研究し、電気伝導能力を持つ活性心筋組織の付加製造のための新しい原理とプロセスを研究し、付加製造された活性心筋組織のin vitro三次元方向成長法と高周波同期拍動法、およびin vitro活性心筋組織の電気信号特性と生物学的機能との関係を研究し、大型動物の大面積心筋病変と欠損の修復のための評価法を研究します。
評価指標：機能性活性心筋組織の印刷プロセスは、最小印刷サイズ≤30μm、細胞活性≥90%、細胞密度≥2×107細胞/mLという活性インプラントの安全基準を満たしています。積層造形心筋組織の力学は天然心筋の拍動変形と一致し、体外で10日間以上連続して生存でき、大面積同期拍動周波数≥100回/分を実現しています。20例以上の大規模動物実験を実施し、≥30mm×20mmの心筋病変領域と≥2mmの活性心筋の厚さを修復し、宿主心筋組織と融合して成長することができます。
提案された組織方法: 公開競争
1.7 最前線で新たな製造原理を探る（若手科学者）
研究内容：新エネルギーや新素材などの新興産業の大きな需要に応えて、高融点金属材料の付加製造、超高速レーザー製造における光子-電子-格子相互作用の観察と制御、インクジェットコンフォーマルプリンティング、複合材製造、バイオニック機能製造など、最先端の製造における新しい原理と方法に焦点を当てた研究を行っています。
評価指標: 若手研究者プロジェクトは、プロジェクト申請の方向性をサポートするためにガイドラインを参照できますが、研究内容や評価指標によって制限されることはありません。提案された組織方法: 公開競争
2. コア機能コンポーネント
2.1 レーザー粉末床溶融積層造形のオンライン監視および品質評価技術
研究内容：レーザー粉末床溶融積層造形プロセスの合金組成、クロススケールの微細構造/欠陥、応力/変形状態と特性情報の関係を研究し、積層造形溶融池の動的挙動、異種マクロ/微細構造特性のマルチ物理場オンライン監視方法とオンライン品質評価技術システムを研究し、粉末状態の迅速かつ正確な識別と分類、溶融池情報の特徴抽出と品質予測、層ごとの溶融領域構造/欠陥識別と輪郭変形解析などのキーテクノロジーを開発し、オンライン監視データに基づいてマルチ情報融合と高効率ディープラーニングモデルを開発し、プロセスパラメータ-特性情報-製造品質の相関関係を明らかにし、効率的なオンライン品質評価、特徴識別、パラメータ制御方法を開発します。
評価指標：レーザー粉末床融合積層造形用のオンライン監視モジュールを3つ以上開発し、10種類以上の異常な製造状態特性をオンラインで識別します。粉末敷設欠陥の認識精度が90％以上、見逃し率が5％以下、製造プロセスの溶融池温度監視精度が±5％以上、粉末敷設欠陥と故障の対応が100％の高効率監視評価アルゴリズムモデルを確立します。10種類以上のプロセス属性データ、6種類以上のプロセス監視データ、6種類以上のマーキング品質評価パラメータをカバーし、オープンデータのダウンロード利用率が80％以上の50TB以上の規模の共有データベースを構築します。25社以上の企業（粉末床融合積層造形装置400台以上）で適用検証を実施し、レーザー粉末床融合のオンライン監視と品質評価の仕様と標準を10以上策定します。
提案された組織方法: 公開競争
2.2 大型で複雑な部品の製造工程におけるオンライン検出とインテリジェント制御技術
研究内容：主要設備の高性能溶接および積層造形、大型で複雑な構造物の製造プロセスにおけるオンライン3次元形態および変形のクロススケール光学測定技術、部品および製造加工ヘッドの多自由度姿勢測定技術の研究、製造プロセス中の溶融池の特徴的な寸法および温度場の特性評価、および製造欠陥の非接触オンライン検出技術の研究、微細転位の発達からマクロ構造部品の変形および破損までのクロススケール積層造形熱シミュレーション予測技術および方法の研究開発、製造プロセスと転位-粒界マルチレベルミクロ組織、構造変形および製造欠陥との相関関係の解明、大型構造物の表面形態、構造変形、部品温度、製造欠陥などの成形品質の適応型閉ループ制御システムおよび装置の研究。
評価指標：大型構造部品の溶接と積層造形のためのマルチ物理場オンライン検出およびインテリジェント制御システムを開発し、6つ以上のビームモードの適応制御を実現し、作業条件下での製造プロセスでリアルタイムの3次元形態と変形測定精度80μm/mを実現します。溶融池特性サイズの検出精度は20μm、温度場測定精度は±1％に達し、積層造形部品の欠陥のオンライン検出解像度は90μmです。数百ナノメートルからメートルまでのクロススケールシミュレーション予測を実現できる積層造形用のマルチスケールシミュレーションおよび予測ソフトウェアを開発します。大型部品製造のオンライン検出およびインテリジェント制御の10の仕様と標準を策定し、レーザーアークハイブリッド溶接やアーク積層造形など2種類以上の設備に適用し、船舶、特殊車両、建設分野で3種類以上の8m級構造部品の積層造形と3種類以上の8m級構造部品の溶接での適用検証を実現します。
提案された組織方法: 公開競争
2.3 積層造形部品の長寿命動作を特性評価および制御するための主要技術
研究内容：高温環境と複雑な応力条件における積層造形部品の長寿命使用性能の特性評価方法、代表的な積層造形部品/材料の長寿命試験基準と疲労データベースを研究する。積層造形部品の微細構造/欠陥と長寿命使用挙動の相関メカニズム、製造プロセス-微細構造/欠陥-使用性能のマッピング関係を研究する。使用寿命を向上させるための積層造形欠陥/微細構造のオンライン制御技術を研究し、高使用性能部品の積層造形プロセスの最適化方法を開発する。積層造形部品の長寿命疲労の評価技術を研究する。
評価指標：複雑な使用環境に適用でき、最大試験温度≥1200℃、応力負荷≥4種類、寿命試験≥1010サイクルを達成できる積層造形部品材料の長寿命疲労試験方法と設備を確立し、複雑な使用環境下における5つ以上の典型的な積層造形部品/材料の疲労性能データベースを確立し、規定に基づいて典型的な積層造形部品の寿命を≥100%延ばし、欠陥のある部品の長寿命疲労強度評価方法を形成し、予測誤差≤10%とし、航空、車両、鉄道輸送などの分野での応用検証を実現し、積層造形の長寿命使用挙動の特性評価と規定のための5つ以上の主要な技術仕様と標準を策定する。
提案された組織方法: 公開競争
2.4 製造業向け高性能・高出力フェムト秒レーザー
研究内容：フェムト秒レーザーの生成、増幅、線形および非線形制御プロセスの動的メカニズム、および高出力および高エネルギーフェムト秒レーザー増幅時のゲインによって引き起こされるパルス幅劣化メカニズムを探求し、高単一パルスエネルギーフェムト秒レーザーの熱管理、モード制御、高効率で長寿命のフェムト秒周波数変換などの主要技術を克服し、周波数倍増によって生成される高出力紫外線フェムト秒レーザーパラメータの安定した制御と最適化技術を研究し、高出力および高エネルギーフェムト秒レーザーのモジュール設計とシステム統合技術の研究を行います。
評価指標：赤外線および紫外線フェムト秒レーザーパルス幅≤500fs、赤外線出力平均パワー≥200W、安定性<1%（100時間以内の二乗平均平方根誤差）、最大単一パルスエネルギー≥2mJ、紫外線出力平均パワー≥30W、安定性<2%（100時間以内の二乗平均平方根誤差）、最大単一パルスエネルギー≥300μJ、製造用高出力フェムト秒レーザーの販売100台以上を達成する。
提案された組織方法: 公開競争
2.5 製造業向け高性能・高出力ピコ秒レーザー
研究内容：ピコ秒レーザーの利得分布最適化、モード制御メカニズム、効果的な熱管理に関する技術研究を実施し、均一ポンピング、長寿命ピコ秒モードロック、非線形抑制などのキーテクノロジーを克服し、周波数倍増変換効率向上、紫外線ピコ秒レーザービーム品質管理、寿命延長などの技術を研究し、高安定性、高出力の赤外線および紫外線ピコ秒レーザー製品を開発します。
評価指標：赤外線ピコ秒レーザー：平均出力≥1000W、最大単一パルスエネルギー≥25mJ、パルス幅≤10ps、紫外線ピコ秒レーザー：平均出力≥50W、単一パルスエネルギー≥0.5mJ、パルス幅≤10ps、周波数倍増結晶寿命≥2000時間で安定動作を実現し、高出力ピコ秒レーザー100セットの生産・販売を達成する。
提案された組織方法: 公開競争
3. 主要技術と設備
3.1 異種材料用フェムト秒レーザー製造技術と装置
研究内容：複合材料、多層膜、多孔質材料などの複合部品に含まれる異種材料の高性能加工の共通ニーズに向け、フェムト秒レーザー加工時の光子エネルギー吸収、電子状態変化、プラズマ噴出、成形特性のマルチスケール連続観察システムを確立し、フェムト秒レーザーの時間/空間/周波数領域で協調成形する異種材料加工の新手法を電子レベルから研究し、損傷制御や選択加工などの重要な加工技術を突破し、フェムト秒レーザークロススケールフレキシブル加工装置や3次元複合部品微細加工装置を開発する。
評価指標：マルチスケール連続観察システム：15時間桁に及び、ピークフレームレート≥5000億フレーム/秒、連続観察画像シーケンス≥6フレーム/時間。クロススケールフレキシブル加工設備：複合材料の切断/穴あけにおける損傷度は従来の加工より1桁低く、加工スケールは100μm～5mをカバー。3次元複合部品微細加工設備：多孔質材料微細円錐加工の円錐頂部の曲率半径の鋭さは≤10μm。大型衛星アンテナや太陽翼機構、慣性航法、超小型衛星宇宙推進システムなどの主要コンポーネントのアプリケーション検証を実現します。
提案された組織方法: 公開競争
3.2 セラミックマルチマテリアル連続成形光硬化積層造形技術と装置
研究内容：高固形分/低粘度セラミック印刷スラリーのレオロジー機構と安定性最適化法を研究し、セラミック光硬化添加剤製造の精密光散乱制御技術を克服します。セラミックマルチマテリアル連続成形光硬化付加製造技術と設備の研究開発を行い、効率的な加工戦略と成形効率評価の研究を行い、材料-プロセス-設備の全チェーンの性能評価方法を開発します。
評価指標：高固形分/低粘度セラミックススラリー及び多材料連続成形光硬化付加製造装置の研究開発、セラミックススラリーの固形分≥60%、粘度≤5Pas、3種以上のセラミック材料の統合付加製造の実現、付加製造された多材料部品のサイズ≥150mm×100mm×300mm、最小典型的構造特徴サイズ精度≤±0.1mm、付加製造効率≥60cm3/h、付加製造された多材料セラミックスの破壊靭性≥10MPa·m1/2、バイオメディカル、航空宇宙などの分野で3種以上の付加製造された多材料セラミック製品の適用検証、及びセラミック多材料連続成形光硬化付加製造の技術仕様と標準2つを制定。
提案された組織方法: 公開競争
3.3 高エネルギー、高繰り返しパルスレーザーインテリジェント洗浄技術と装置
研究内容：ナノ秒パルスのエネルギー出力容量を向上させる新しい方法を研究し、高エネルギーおよび高繰り返し率のパルスレーザービーム制御、モード調整、高出力シャットダウン、多段増幅に関する技術研究を実施し、高エネルギーナノ秒パルスレーザーの高効率で高品質の洗浄メカニズムを明らかにし、マシンビジョンに基づく正確な位置決め、インテリジェントな領域選択、残留物の迅速な識別、複雑な表面経路のインテリジェントな計画、デュアルビームリンクのシームレスでオーバーラップのないスプライシングなどの重要な技術を克服し、複雑な表面構造を効率的に循環操作するレーザーインテリジェント洗浄プロセスと機器の完全なセットを開発します。
評価指標：ナノ秒レーザー：平均出力 ≥ 2kW、単一パルスエネルギー ≥ 0.5J、パルス幅 ≤ 100ns、ビーム品質 ≤ 30mm·mrad。レーザー洗浄装置：単層洗浄厚さ≥50μm、洗浄効率≥80m2/h、洗浄残留物の自動識別時間（表面積>5m2の複雑な曲面部品で評価）≤60s、位置決め精度≤0.02mm、識別率≥90%、航空分野の洗浄に典型的に適用されます。
提案された組織方法: 公開競争
3.4 薄肉弱剛性部品のレーザー電解複合高効率フライス加工技術と装置
研究内容：薄肉の弱剛性一体型複合部品の製造ボトルネックをターゲットに、気液環境下でのレーザービーム作用プロセス、超高電流密度電気化学処理材料除去メカニズムと成形法則を研究し、レーザー電解複合フライス加工製造の新方法を研究し、複合エネルギー場形状制御、ビームフロー領域設計などのキーテクノロジーを克服し、大型部品用のレーザー電解複合フライス加工装置を開発します。
評価指標：レーザー電解複合フライス加工設備の開発：ストローク≥1500mm×1500mm×800mm、加工部品の一方向寸法≥1000mm、最薄肉厚≤1.5mm、表面粗さ≤Ra1.6μm、機械フライス加工法と比較して材料除去効率が1倍以上向上し（寸法精度±0.1mm以上で評価）、加工コストが50％以上削減され、一般的な薄肉弱剛性一体部品のレーザー電解複合加工プロセス仕様を確立し、航空宇宙などの分野への応用を実現します。
提案された組織方法: 公開競争
3.5 構造機能部品のフェムト秒レーザー精密製造技術と装置
研究内容：航空宇宙分野における構造機能一体型部品の精密製造の需要に応えて、フェムト秒レーザービーム運動パラメータ制御の微細構造形状制御製造メカニズムを明らかにし、製造構造の幾何学的特性と品質と部品機能およびサービス性能とのマッピング関係を研究し、「圧力感度、シーリング、潤滑」などの機能部品のフェムト秒レーザー製造方法を開発し、レーザーパルスの3次元成形やキャビティ内ビーム運動姿勢パラメータの制御などのキーテクノロジーを克服し、フェムト秒レーザー製造プロセスと設備一式を開発することを目的とした研究。
評価指標：3次元空間成形とキャビティ内潤滑構造フェムト秒レーザー加工ヘッドの2つの重点モジュールを開発し、構造機能統合部品向けフェムト秒レーザー精密製造設備を開発し、3種類の構造機能統合部品の精密製造を実現し、感圧構造の加工深さ寸法誤差は≤2μm、シーリング/潤滑微細構造の寸法誤差は≤2μm、感圧素子の圧力応答偏差は6%～7%に低減し、シーリング製品の成形合格率は90%に向上し、潤滑製品の摩擦係数は20%低減し、ロケットなどの設備での典型的な応用を実現します。
提案された組織方法: 公開競争
3.6 海洋機器の水中現場効率的な添加剤修復技術と装置
研究内容：海洋設備の供用期間中の修理ニーズに対応し、水中現場での付加的補修に適した特殊材料の研究、複雑な水中環境空間の再構築、姿勢認識、損傷部位の迅速な三次元測定技術と装置の研究開発、水中空間制約下での付加的補修工程計画、組織性能調整、補修部品の供用性能予測の研究開発、緊急対応条件下での水中構造物の補修可能性評価と補修計画のインテリジェント意思決定方法の研究、水中現場環境補修工程と装置の研究開発。
評価指標：現場作業の要求を満たす水中添加剤補修設備一式を確立し、水深≥10メートル、作業面積≥1m2、空間曲面の補修能力での現場補修を実現し、損傷領域の3Dモデリング精度≤±0.2mm、添加剤補修効率≥300cm3/h、水中添加剤補修用特殊材料≥3を開発し、水中補修部品の引張強度、衝撃靭性、耐腐食性が元の性能の≥90%、水中添加剤補修プロセスと評価仕様2を策定し、船舶や海洋工学設備への適用を検証する。
提案された組織方法: 公開競争
3.7 大規模格子構造サポートフリー高効率積層造形技術と装置
研究内容：積層造形のための多機能大型ラティス構造設計技術の研究、無支持高効率積層造形、高性能接合、多層ラティスサンドイッチ構造製造、ラティス構造の構造変形制御などのキーテクノロジーの研究、大型ラティスサンドイッチ構造の非破壊検査技術の研究、大規模、低コスト、高効率積層造形装置の研究開発。
評価指標：プリントヘッド数≥40、堆積効率≥5000cm3/hの大型格子構造マルチアーク並列積層造形装置を開発。格子全体の構造サイズ≥10m×4m×3m、格子スケール≥104桁、構造変形≤2mm/m。積層造形材料の機械的性質は鍛造材料と同等。船舶、車両などの設備への応用検証を達成し、防爆、制振、騒音低減などのニーズを満たし、機能指標が≥30%向上し、重量が≥30%削減。大型格子構造設計および積層造形用のソフトウェア、プロセス、テスト、設備の標準仕様を策定。提案された組織方法: 公開競争
3.8 大規模繊維強化熱可塑性複合材積層造形技術と装置
研究内容：大型繊維強化熱可塑性複合材料部品のマルチトウ押し出し積層造形の成形メカニズムと反り変形挙動を研究し、大型繊維強化熱可塑性複合材料部品の設計方法を開発し、大型繊維強化熱可塑性複合材料の積層造形の経路最適化、マルチマテリアル性能マッチング、マルチプロセスパラメータマッチング、界面結合最適化、成形精度制御などのキーテクノロジーを克服し、積層造形された複合材料部品の非劣化リサイクルおよび再製造技術と部品の性能評価方法を研究し、大型繊維強化熱可塑性複合材料部品の積層造形装置を開発します。
評価指標：成形サイズ≥4000mm×2000mm×1000mm、成形効率は単糸プロセスの5倍以上、部品製造精度≤1‰の繊維強化熱可塑性複合材多条押出積層造形装置の開発。積層造形部品の繊維質量率は≥55%、層厚は0.1mmから1mmまで調整可能、層間せん断強度は≥35MPa。リサイクルおよび再生複合材料の機械的特性はリサイクル前の特性の90%以上。航空宇宙、鉄道輸送などの分野での応用検証、および大型繊維強化熱可塑性複合材部品の積層造形プロセス標準と試験評価仕様の策定。
提案された組織方法: 公開競争
3.9 超強靭中エントロピー合金部品の付加的/強化的/除去的複合製造<br /> 研究内容：積層造形に適した超低温・超高強度中エントロピー合金の高スループット設計と性能検証法の研究、複合材製造プロセスにおける中エントロピー合金の形態制御機構と方法、表面損傷の動的進化機構と抑制理論の研究、レーザーによる積層造形・強化・削り出し複合材製造プロセスと設備の開発、常温、液体酸素、液体窒素の超低温環境での複合材製造における中エントロピー合金の強化・強靭化機構、疲労破壊などの性能評価法の研究、使用環境向け複合材製造における中エントロピー合金部品の再利用評価システムの研究。
評価指標：3種類以上の超高強度と添加剤の添加剤の添加物/強化/減算型製造装置を開発します。 UREタフネス≥M1/2、100J以上、疲労強度≥550MPaデータベース。グラウンドホットテスト評価によって検証された繰り返しの使用は、航空宇宙およびその他の分野でのアプリケーションの検証を実現し、5以上の複合材料のパフォーマンス評価技術仕様を策定します。
提案された組織方法: 公開競争
3.10 付加的および減算的方法による大型高性能構造部品のグリーンインテリジェント製造<br /> 研究内容：付加的/同等材料/減算的複合材製造適合性の協調制御メカニズムと付加的/同等材料/減算的統合複合材製造技術を研究し、複合材製造プロセス-構造-欠陥-性能の統合マッピング関係を研究し、大型構造部品の総合的な機械的特性と疲労性能を向上させるための重要な技術を開発し、全プロセスインテリジェントオンライン品質監視システムを開発し、大規模複合材グリーンインテリジェント製造設備を開発します。
評価指標：部品の最大成形サイズ≥5000mm、製造精度≤±0.01mm/1000mm、表面粗さRa≤1.6μm、成形効率≥500cm3/h、設備の平均故障なしの稼働時間≥2400hのインテリジェント監視を実現できる大型付加的/等方的/除去的複合材製造設備を開発する。従来の製造方法と比較して、複合材付加製造の総合エネルギー消費量は60％以上削減される。複合材付加製造された高温合金、チタン合金などの部品の疲労性能は、同じ組成の鍛造品よりも低くない。サイズ>0.01mmの欠陥のオンライン検出感度は≥90％、処理応答時間は≤500msである。2種類以上の大型構造部品の複合材付加製造を完了し、航空宇宙、造船・海洋、原子力・電力などの重点産業での応用検証を実現し、2つ以上の技術標準または仕様を策定する。
提案された組織方法: 公開競争
4. 典型的なアプリケーションのデモンストレーション
4.1 10メートル級UAV機体耐荷重構造の統合積層造形法の実証応用<br /> 研究内容：高性能大型無人機の開発ニーズに応え、積層造形に基づく大型機体主要部品の統合設計法の研究、積層造形における大型精密・複雑部品のアクティブクロススケール形状制御と後処理のキー技術の突破、積層造形により製造された大型機体主要部品の非破壊検査と評価のキー技術の研究、積層造形に基づく大型機体主要部品の「材料-設計-プロセス-検査-評価」の全プロセス技術システムの構築。
評価指標：添加剤の製造によって製造された大規模胴体積分成分の統合設計の後、部品数は25％以上削減され、重量は50％以上減少し、包括的な製造コストは最大サイズが5mmmmmmmmmms×200mmの最大サイズで削減されます。 100mm; UAVアセンブリの最大サイズは、添加物の包括的な成分の包括的な機械的特性を満たしています。 0.7ma以上の速度。10以上の設計方法、プロセス仕様、および添加剤の製造に基づく大規模な積分胴体成分の評価基準。
提案された組織方法: 公開競争
4.2 無人潜水艇分野におけるマルチマテリアル機能傾斜構造積層造形の応用の実証<br /> 研究内容：1万メートル深海無人潜水艇の応用ニーズに応え、無人潜水艇のマルチマテリアル軽量耐圧シェルのバイオニック最適化設計法を研究し、無人潜水艇シェルのバイオニック構造、マルチマテリアル勾配耐圧構造、シェル外面の抗生物付着構造の設計方法を含む、積層造形用無人潜水艇のマルチマテリアル軽量耐圧シェルのバイオニック最適化設計法を研究する。ポリマー、セラミックス、金属などのマルチマテリアルの積層造形プロセスと形状制御法を研究する。金属とポリマー材料の積層と減算統合装置、セラミックス材料の効率的な積層造形装置を含む、無人潜水艇用のマルチマテリアル統合インテリジェント積層造形装置を開発する。ポリマー、セラミックス、金属などのマルチマテリアル統合積層造形部品の検出技術と評価方法を研究する。
評価指標：10,000メートル深海無人潜水艇の迅速な開発と柔軟な製造に適した、成形サイズ≥Φ250mm×750mm、製造精度≤0.05mmのセラミック材料、高強度ポリマー材料、金属材料の統合積層造形技術と設備を開発します。積層造形で製造される統合耐圧殻のサイズは≥Φ250mm×1500mmで、従来の金属殻より≥20%軽量で、開発サイクルが≥50%短縮され、110MPa静水圧試験で漏れなし、損傷なし、変形なしの要件を満たします。積層造形で製造された耐圧殻を使用した無人潜水艇を開発し、重量<400kg、5回以上の深海（≥10,000メートル）連続プロファイル潜水アプリケーション検証を達成します。積層造形に基づく10以上の統合耐圧殻設計、製造、テスト仕様、評価評価基準を策定します。
提案された組織方法: 公開競争
4.3 大型基幹部品への高効率・高安定性レーザー積層造形技術応用の実証<br /> 研究内容：重要な構造部品の大規模生産のための効率的で高精度なレーザー積層造形材料、プロセス安定性制御方法、技術システムの研究、品質性能の一貫性制御、検出、評価方法の研究、レーザー積層造形用の代表的な材料の主要な機械的特性の許容値とデータベースの研究、大規模生産のための効率的で高精度な設備一式の研究開発。
Assessment indicators: Develop engineering equipment for laser additive manufacturing of large-scale key structural parts, with a deposition efficiency of ≥10kg/h (titanium alloy), a powder utilization rate of ≥90%, a maximum forming capacity of ≥6000mm×3000mm×3000mm, and a deformation of ≤1mm/1000mm; at a confidence level of 95%, the internal defects of the manufactured components through ultrasonic multi-batch inspection are statistically ≤Φ0.6mm equivalent flat-bottom holes; a laser additive manufacturing process and performance database for no less than 3 types of materials is formed, the static strength of the additive structure is equivalent to the typical value of forgings, the impact toughness is improved by more than 50%, and the statistical coefficient of variation of static strength performance of multiple batches is ≤3%; ≥5 large-scale key parts batch engineering applications are formed in major national equipment, with a technology maturity level of 9; ≥10 sets of standards and specifications for the process, equipment, materials, testing and evaluation of large-scale structural parts for laser additive manufacturing are formulated.
提案された組織方法: 公開競争
4.4 宇宙推進分野における内部微細流路の積層造形応用の実証<br /> 研究内容：積層造形に基づく宇宙推進システムの統合、軽量化、モジュール設計に関する研究を実施し、積層造形宇宙推進システムに基づく流体・固体・機械・熱マルチフィジックス場結合の統合設計法と積層造形技術を開発する。小規模複雑内部流路形成、内部表面処理と品質管理、薄肉耐圧構造形成の品質管理と後処理などの重要技術を研究する。積層造形宇宙推進システムの検出方法と評価基準を研究する。
評価指標：積層造形宇宙推進システムのサイズは≥250mm×100mm×150mm、総推力は≥3000N·s、流体チャネルの最小内径は≤1mm、内面粗さは≤Ra1.6μm、耐圧は≥3MPaです。積層造形宇宙推進システムの作業性能指標は、従来の技術で製造された同様のシステムよりも優れており、重量は≥20%削減され、開発サイクルは≥50%短縮され、コストは≥20%削減され、設置評価に合格し、航空宇宙などの分野で実証されています。積層造形に基づく宇宙推進システムの設計方法、プロセス仕様、評価および評価基準を10以上策定します。
提案された組織方法: 公開競争
4.5 電子機器製造分野における高品質レーザーリフトオフおよびデボンディングの実証<br /> 研究内容：マイクロLEDディスプレイや超薄型ウェーハパッケージングにおけるレーザーリフトオフやデボンディングなどの製造技術のボトルネックをターゲットに、紫外線や深紫外線のビーム透過と空間成形、スポット形態とエネルギーモニタリング、フォーカス追従などのキーテクノロジーを研究し、デバイス損傷を軽減できるレーザーリフトオフやデボンディング方法と加工技術を研究し、ビームシェイパーやフォーカス追従などのコア機能モジュールを開発し、マイクロLEDディスプレイレーザーリフトオフ装置や超薄型ウェーハレーザーデボンディング装置を開発し、一連のプロセスを研究します。
評価指標：マイクロLEDディスプレイレーザー剥離装置を開発：ビームシェイパースポットエネルギー分布均一性≥95％、最大加工径150mm、歩留まり≥99.9％。極薄ウェハレーザー剥離装置を開発：最大加工径300mm、焦点追従精度≤5μm、加工効率≤60秒/枚（300mm）、ウェハ破損率≤0.1％。レーザー剥離・剥離装置の小規模生産を実現し、新型ディスプレイと先進パッケージングの2つの分野で応用実証生産ラインを確立し、5台以上の販売を達成する。
提案された組織方法: 公開競争
4.6 技術系中小企業における技術革新と応用の実証（技術系中小企業）
研究内容：積層造形およびレーザー製造産業の新たな成長点をターゲットに、パーソナライズされた医療機器製造、医療インプラント表面マイクロ機能構造製造、光ファイバーマイクロナノセンサー製造、光子/電子デバイス製造、プリント基板（PCB）積層造形、デスクトップ金属部品製造、マイクロパワー機器製造、小型航空機製造などの新興積層造形およびレーザー製造技術の産業応用研究を実施します。 新興技術の商用機器を開発し、革新的な部品またはデバイスの小ロットまたはパーソナライズされたカスタマイズ生産を実現します。 新たな産業成長の可能性を秘めた最先端の新技術の産業化研究を実施し、破壊的な革新的新技術の産業応用を実現します。
評価指標：中小企業の技術革新および応用実証プロジェクトは、プロジェクト申請の組織化をサポートするためにガイドラインを参照できますが、研究内容や評価指標によって制限されません。
提案された組織方法: 公開競争
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重点プロジェクト、科学技術省、特別計画、レーザー、西空知能製造 |
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