國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃(2015-2016年)
三、 推進計劃
(一)著力突破增材制造專用材料
依托高校、科研機構開展增材制造專用材料特性研究與設計,鼓勵優(yōu)勢材料生產(chǎn)企業(yè)從事增材制造專用材料研發(fā)和生產(chǎn),針對航空航天、汽車、文化創(chuàng)意、生物醫(yī)療等領域的重大需求,突破一批增材制造專用材料(專欄1)。針對金屬增材制造專用材料,優(yōu)化粉末大小、形狀和化學性質等材料特性,開發(fā)滿足增材制造發(fā)展需要的金屬材料。針對非金屬增材制造專用材料,提高現(xiàn)有材料在耐高溫、高強度等方面的性能,降低材料成本。到2016年,基本實現(xiàn)鈦合金、高強鋼、部分耐高溫高強度工程塑料等專用材料的自主生產(chǎn),滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應用的需求。
專欄1 著力突破增材制造專用材料
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類 別
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材料名稱
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應用領域
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金屬增材制造專用材料
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細粒徑球形鈦合金粉末(粒度20μm-30μm)、高強鋼、高溫合金等。
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航空航天等領域高性能、難加工零部件與模具的直接制造。
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非金屬增材制造專用材料
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光敏樹脂、高性能陶瓷、碳纖維增強尼龍復合材料(200℃以上)、彩色柔性塑料以及PC-ABS材料等耐高溫高強度工程塑料。
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航空航天、汽車發(fā)動機等鑄造用模具開發(fā)及功能零部件制造;工業(yè)產(chǎn)品原型制造及創(chuàng)新創(chuàng)意產(chǎn)品生產(chǎn)。
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醫(yī)用增材制造專用材料
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膠原、殼聚糖等天然醫(yī)用材料;聚乳酸、聚乙醇酸、聚醚醚酮等人工合成高分子材料;羥基磷灰石等生物活性陶瓷材料;鈷鎳合金等醫(yī)用金屬材料。
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仿生組織修復、個性化組織、功能性組織及器官等精細醫(yī)療制造。
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(二)加快提升增材制造工藝技術水平
積極搭建增材制造工藝技術研發(fā)平臺,建立以企業(yè)為主體,產(chǎn)學研用相結合的協(xié)同創(chuàng)新機制,加快提升一批有重大應用需求、廣泛應用前景的增材制造工藝技術水平(專欄2),開發(fā)相應的數(shù)字模型、專用工藝軟件及控制軟件,支持企業(yè)研發(fā)增材制造所需的建模、設計、仿真等軟件工具,在三維圖像掃描、計算機輔助設計等領域實現(xiàn)突破。解決金屬構件成形中高效、熱應力控制及變形開裂預防、組織性能調控,以及非金屬材料成形技術中溫度場控制、變形控制、材料組份控制等工藝難題。
專欄2 加快提升增材制造工藝技術水平
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類別
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工藝技術名稱
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應用領域
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金屬材料增材制造工藝技術
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激光選區(qū)熔化(SLM)
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復雜小型金屬精密零件、金屬牙冠、醫(yī)用植入物等。
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激光近凈成形(LENS)
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飛機大型復雜金屬構件等。
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電子束選區(qū)熔化(EBSM)
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航空航天復雜金屬構件、醫(yī)用植入物等。
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電子束熔絲沉積(EBDM)
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航空航天大型金屬構件等。
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非金屬材料增材制造工藝技術
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光固化成形(SLA)
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工業(yè)產(chǎn)品設計開發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)意產(chǎn)品生產(chǎn)、精密鑄造用蠟模等。
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熔融沉積成形(FDM)
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工業(yè)產(chǎn)品設計開發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)意產(chǎn)品生產(chǎn)等。
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激光選區(qū)燒結(SLS)
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航空航天領域用工程塑料零部件、汽車家電等領域鑄造用砂芯、醫(yī)用手術導板與骨科植入物等。
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三維立體打印(3DP)
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工業(yè)產(chǎn)品設計開發(fā)、鑄造用砂芯、醫(yī)療植入物、醫(yī)療模型、創(chuàng)新創(chuàng)意產(chǎn)品、建筑等。
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材料噴射成形
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工業(yè)產(chǎn)品設計開發(fā)、醫(yī)療植入物、創(chuàng)新創(chuàng)意產(chǎn)品生產(chǎn)、鑄造用蠟模等。
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(三)加速發(fā)展增材制造裝備及核心器件
依托優(yōu)勢企業(yè),加強增材制造專用材料、工藝技術與裝備的結合,研制推廣使用一批具有自主知識產(chǎn)權的增材制造裝備(專欄3),不斷提高金屬材料增材制造裝備的效率、精度、可靠性,以及非金屬材料增材制造裝備的高工況溫度和工藝穩(wěn)定性,提升個人桌面機的易用性、可靠性。重點研制與增材制造裝備配套的嵌入式軟件系統(tǒng)及核心器件,提升裝備軟、硬件協(xié)同能力。
專欄3 加快發(fā)展增材制造裝備及核心器件
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類 別
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名稱
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金屬材料增材制造裝備
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激光/電子束高效選區(qū)熔化、大型整體構件激光及電子束送粉/送絲熔化沉積等增材制造裝備。
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非金屬材料增材制造裝備
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光固化成形、熔融沉積成形、激光選區(qū)燒結成形、無模鑄型以及材料噴射成形等增材制造裝備。
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醫(yī)用材料增材制造裝備
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仿生組織修復支架增材制造裝備、醫(yī)療個性化增材制造裝備、細胞活性材料增材制造裝備等。
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增材制造裝備核心器件
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高光束質量激光器及光束整形系統(tǒng)、高品質電子槍及高速掃描系統(tǒng)、大功率激光掃描振鏡、動態(tài)聚焦鏡等精密光學器件、陣列式高精度噴嘴/噴頭等。
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(四)建立和完善產(chǎn)業(yè)標準體系
一是研究制訂增材制造工藝、裝備、材料、數(shù)據(jù)接口、產(chǎn)品質量控制與性能評價等行業(yè)及國家標準。結合用戶需求,制定基于增材制造的產(chǎn)品設計標準和規(guī)范,促進增材制造技術的推廣應用。鼓勵企業(yè)及科研院所主持或參與國際標準的制定工作,提升行業(yè)話語權。
二是開展質量技術評價和第三方檢測認證。針對目前用戶對增材制造產(chǎn)品在性能、質量、尺寸精度、可靠性等方面的疑慮,就航空航天、汽車、家電、生物醫(yī)療等對國家和人民生活安全有重大影響的行業(yè)使用增材制造技術直接制造產(chǎn)品,開展質量技術評價和第三方檢測認證,確保產(chǎn)品的各項指標滿足用戶需求,促進增材制造技術的推廣應用。
(五)大力推進應用示范
一是組織實施應用示范工程。依托國家重大工程建設,通過搭建產(chǎn)需對接平臺,著重解決金屬材料增材制造在航空航天領域應用問題,在具備條件的情況下,在國防軍工其他領域予以擴展。在技術相對成熟的產(chǎn)品設計開發(fā)領域,發(fā)展增材制造服務中心和展示中心,通過為用戶提供快速原型和模具開發(fā)等方式,促進增材制造的推廣應用。對于創(chuàng)意設計、個性化定制等領域,通過搭建共性服務平臺,支持從事產(chǎn)品設計開發(fā)、文化創(chuàng)意等領域的中小型服務企業(yè)采用網(wǎng)絡化服務模式,提高專業(yè)化服務水平。完善個性化增材制造醫(yī)療器械在產(chǎn)品分類、臨床驗證、產(chǎn)品注冊、市場準入等方面的政策法規(guī)。
二是支持建設公共服務平臺。在具備優(yōu)勢條件的區(qū)域搭建公共服務平臺,發(fā)展增材制造創(chuàng)新設計應用中心,為用戶提供創(chuàng)新設計、產(chǎn)品優(yōu)化、快速原型、模具開發(fā)等應用服務,促進增材制造技術的推廣應用。加大對增材制造專用材料、裝備及核心器件研發(fā)基地建設的支持力度,加快形成產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展,盡快形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
三是組織實施學校增材制造技術普及工程。在學校配置增材制造設備及教學軟件,開設增材制造知識的教育培訓課程,培養(yǎng)學生創(chuàng)新設計的興趣、愛好、意識,在具備條件的企業(yè)設立增材制造實習基地,鼓勵開展教學實踐。