征求意见2021年度激光与增材制造重

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经前期调研、专家论证等，形成了《年度广东省重点领域研发计划“激光与增材制造”重大专项申报指南（征求意见稿）》（见附件1）。

为提高项目组织的公平性、科学性和精准性，现将申报指南（征求意见稿）向社会公开征求意见，欢迎有关单位提出修改意见建议。

有关修改意见建议请按照附件2格式要求填写，并以单位名义于年10月18日前通过本网站提交。

省科技厅将会同有关部门、专业机构和领域专家，认真研究反馈的意见建议，修改完善指南并适时向社会发布。

征集到的意见将不再逐一反馈。

年度广东省重点领域研发计划“激光与增材制造”重大专项申报指南（征求意见稿）

本重大专项的实施目标是：面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家和广东重大需求，拟在激光与增材制造领域的高性能关键器件/部件、重大装备与应用系统、重大应用示范等方面，开展关键核心技术攻关与应用研究，突破高性能器件/部件、共性关键技术以及核心装备等方面的短板弱项，加快培育激光与增材制造战略性新兴产业集群，推动产业迈向全球价值链高端。

本重大专项共部署3个专题、12个研究方向。

每个研究方向拟支持1个项目，项目实施周期为3年。

项目申报要求产学研合作，须覆盖该研究方向的全部研究内容和考核指标，参研单位总数不超过6个。

专题一、高性能关键器件/部件

项目1.1：大功率无源光纤隔离器、光栅、合束器等器件及激光器研制

研究内容

面向2微米大功率光纤激光器，开展新波段大功率器件的光学和机械元件的热机理研究，提高光学材料的抗激光损伤阈值，降低器件的破坏效应；

开展光学材料的热效应管理研究和非线性效应对光束波前影响研究，解决大功率下由热产生的光束波前畸变，实现快速、均匀散热技术，补偿材料热透镜效应；

开展大功率光纤光栅失效机制与热管理技术研究，提高单腔大功率激光输出的光学性能的一致性和可靠性；

开展2微米大功率无源光纤隔离器、光栅、合束器的设计、制造、封装等技术研究，实现器件制造、集成、封装、可靠性等自主保障和小批量生产，完成2微米大功率光纤激光器研制及应用。

项目1.2：工业用大功率准分子激光器

研究内容

面向高端平板显示制造等工业领域对准分子激光器的需求，开展大功率准分子激光高压快脉冲激励技术研究，突破高压开关技术、快脉冲形成技术以及能量回收技术等关键技术。

开展W级激光放电腔技术研究，突破激光放电腔设计、放电腔材料和长时放电气体净化、流场稳定以及紫外光学元件长寿命等技术。

开展光束波前精细控制、放电过程稳定性控制、精密工装调谐等技术研究，突破光学元件的面型误差优化、反射特性优化、光束发散特性优化以及温度-应力补偿技术等。

开展高稳定激光输出技术研究，建立快速可靠的脉冲能量反馈以及控制机制。

开展大功率准分子激光器的一致性、稳定性和可靠性技术研究，实现小批量生产和应用示范。

项目1.3：高功率大能量飞秒光纤激光器

研究内容

研究高功率、大能量飞秒光纤激光技术，开展重频可调飞秒光纤激光种子源、飞秒激光时间和光谱稳定性技术研究；

研究高功率脉冲激光放大与脉冲压缩技术，实现百瓦级全光纤非线性飞秒激光放大；

研究飞秒光纤激光多路合束技术，突破高功率合束器、脉冲压缩器设计与制备技术；

研究多路合束飞秒光纤激光的时间和空间稳定性、延时锁定和空间相干性技术，实现1.0m高功率、大能量飞秒光纤激光输出；

完成在医疗健康、精细加工等领域应用。

项目1.4：面向3D打印高像素紫外MicroLED数字光场芯片与核心部件研制

研究内容

面向增材制造领域对千万像素级紫外数字光场芯片的需求，研究基于自发光紫外MicroLED数字光场芯片用底层硅基CMOS集成电路设计技术，研究微米级紫外MicroLED材料与刻蚀技术，研究CMOS集成电路与紫外MicroLED键合技术，研究DEMURA外部补偿技术，研究像素隔离型小发散角紫外MicroLED技术，完成大幅面图像分割高速扫描驱动器研制，解决微米级紫外MicroLED的巨量转移问题和紫外MicroLED数字光场芯片封装及光场均匀性等问题。

开展基于千万像素级紫外MicroLED数字光场芯片在增材制造领域的应用研究，实现应用示范。

项目1.5：超短脉冲激光多轴振镜旋切加工头研制

研究内容

研究超短脉冲激光与金属、碳纤维复合材料等材料相互作用机理；

研究激光脉冲时域特性对热影响区、重熔层厚度及孔内壁粗糙度的影响；

研究激光束能量空间分布、光学偏振特性对加工尺寸与精度的影响；

攻克超短脉冲圆偏振激光高速旋转扫描对微孔和切割加工质量与精度控制关键技术；

研发光路、镜片、振镜电机与编码器等核心部件，开发多轴同步控制的算法与控制卡等软硬件；

开发多轴振镜旋切加工头与相应的控制软件和与之配套的双摆头、机床以及工艺数据库，实现应用示范。

专题二、重大装备与应用系统

项目2.1：高均匀性高功率密度激光线光斑加工技术与装备

研究内容

针对激光加工大幅面材料的精度、质量和效率低的问题，开展微光学匀化技术、光学整形技术、光斑线长和功率拓展技术、以及线光斑控制技术研究，开发高均匀性的线光斑光学整形系统，开发高功率的线光斑激光光源模块、高均匀性高功率线光斑系统的控制系统，研发自主知识产权的高均匀性高功率密度激光线光斑加工装备，开展在航空航天、电子信息等领域的应用技术研究，建立有关工艺、规范或标准，实现应用示范。

项目2.2：多激光增减材复合精密加工集成制造技术与装备

研究内容

开展精密复杂内腔结构构件激光增材制造、超快激光高速减材与激光表面加工等多光束系统集成的制造工艺技术研究，实现增材、减材与表面加工等多种制造技术的硬件系统有机集成；

开发多种制造模式实时自由组合的高动态响应复合控制系统；

研究制造过程激光增材与超快激光减材、激光分层切削与表面加工等工艺耦合产生的热循环作用；

研究应力与应变、微观组织和力学性能等参量的相互影响机理；

探讨多激光作用下材料微观结构演变与强化机理、切削抛光机制；

研究复合装备智能工艺调控与优化，制造过程在线监控数据反馈闭环系统和大型构件质量一致性调控，建立构件内部缺陷在线检测与质量评价的方法与规范，实现在航空航天、汽车、模具等领域应用示范。

项目2.3：高性能梯度材料结构/功能一体化增材制造技术与装备

研究内容

开展多材料结构功能一体化增材制造技术研究，突破高性能异质梯度材料制件梯度尺寸、梯度成分、梯度组织与性能调控等关键技术，实现异质材料大型复杂构件复合一体化增材制造。

开发多种适用于梯度材料制备的材料粉末（如高性能铝合金、钛合金、铜合金、镍基高温合金、难熔金属、高强不锈钢、陶瓷材料等），同时实现混合粉末分离回收再利用技术，解决大尺寸多材料部件连接界面质量、整体成形精度、内部缺陷、应力组织在线调控等技术问题。

开展以航空航天、核电、船舶、生物医疗等领域典型零部件的应用研究，建立相关制造工艺、规范或标准，实现应用示范。

项目2.4：高仿生高通量器官芯片增材制造技术与装备

研究内容

面向生物医疗领域对高仿生器官芯片的重大需求，开展含活细胞高仿生复杂微生理环境器官芯片增材制造技术研究，开发芯片基质材料和细胞打印材料，突破芯片基质打印、活细胞加载打印、芯片集成封装、芯片信号读取等关键技术；

开展高仿生高通量器官芯片设计、制造工艺、检测方法等技术研究，实现高仿生高通量器官芯片一体化增材制造；

开展生物医学临床应用研究，实现在肿瘤个体化治疗、疾病机理、药物筛选和疫苗开发等生物医学领域的应用示范。

专题三、重大应用示范

项目3.1：连续纤维增强热固性复合材料增材制造技术与应用

研究内容

开发高韧性快速定型热固性环氧树脂及增材制造用高碳纤维含量的预浸丝束制备方法与工艺；

研制多规格丝束集成、模块化、轻量化的增材制造头，实现多种不同直径连续碳纤维预浸丝束精准输送与打印；

研究复合材料分层打印层间性能强化工艺与方法，提高复合材料层间强度；

研究复合材料增材制造成型工艺及低变形固化工艺方法，制定打印工艺参数；

研究复合材料曲面增材制造路径规划算法及软件开发，实现大曲率复合材料构件高效打印；

开发大型多自由度连续纤维增强热固性复合材料增材制造装备，完成多种典型复合材料构件打印验证及相关性能测试；

开展在航空航天、新能源汽车、轨道交通等领域的应用研究，形成应用示范。

项目3.2：大功率水导激光多轴精密加工硬脆材料技术与应用

研究内容

面向硬脆材料低损伤、高精度、高效率、高一致性精密加工的需求，研究水导激光精密加工中激光与材料间的作用机理、同轴水冷却作用下的工件材料去除特性、水导激光加工材料去除机理；

研究大功率短脉冲激光—小直径水射流耦合技术；

研究水导激光微结构加工理论、水导激光制造微结构加工工艺方法、硬脆材料微结构水导激光加工工艺参数优化；

开发大功率水导激光—小直径水射流耦合装备及加工工艺标准等，实现在航空航天、汽车、3C电子、光伏电子、珠宝加工等领域的应用示范。

项目3.3：大尺寸高效精密熔模铸造技术与应用

研究内容

研发基于光固化的大尺寸高效精密增材制造装备。

开展大尺寸高效精密熔模铸造技术研究，突破低熔点、低灰分、高流动性、高精度的气化铸造专用熔模材料制备技术；

研究基于可铸造性的智能道设计技术；

开展先进壳模真空干燥工艺与全机械自动化生产工艺流程研究，实现铝合金、钛合金等材料的高效高质熔模智能铸造；

开展在航空航天、汽车、船舶等领域的应用研究，建立有关工艺、规范或标准，实现应用示范。

联系人及电话

王彬、刘志辉，-、

温馨提示：

指南（征求意见稿）详细内容与附件详见广东省科技厅公众信息网。