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2022年重点专项中涉及哪些激光领域?
2022年重点专项中涉及哪些激光领域?
时间:2022-05-10 11:33   作者:楚天中谷联创   来源: 光电汇OESHOW   点击:


科学技术部近日发布了“十四五”国家重点研发计划“增材制造与激光制造”等重点专项2022年度项目申报指南(征求意见稿)。该重点研发计划支持的项目包含四类:基础理论和前沿技术、核心功能部件、关键技术与装备、 典型应用示范,都是当前非常前沿的技术方向。

下面,我们来看看“增材制造与激光制造”重点专项中涉及哪些激光领域?

一、基础理论和前沿技术

1.飞秒激光—电化学复合微纳增材制造(基础研究类)

研究内容:针对三维复杂金属微纳结构的飞秒激光辅助定域电化学增材制造,探索微结构无掩膜激光—电化学双耦作用定向诱导粒子原位增材制造机理,研究飞秒激光诱导下定域电化学沉积组织—结构—功能一体化微纳制造新方法,研究激光—电化学复合能场亚微米复杂构型和微米功能结构阵列制造、纳米体元与微米构型精准调控等技术。

2.柔性光电器件的激光光场调控微纳制造(基础研究类)

研究内容:面向柔性光电器件中的关键微纳结构,研究激光时域/空域/频域光场调控方法,探索激光调控光场与柔性光子器件材料相互作用的新现象与新效应,研究激光远场与微腔等近场光学效应结合的宏微纳跨尺度无掩膜加工新技术,研制远场—近场复合光场的无掩膜高效激光微纳制造装备。

3.面向前沿探索制造新原理(青年科学家项目)

研究内容:针对新能源、新材料等新兴产业领域重大需求, 重点开展难熔金属材料增材制造、超快激光制造中光子—电子— 晶格相互作用观测与调控、喷墨共形打印、复合制造等前沿制造新原理新方法研究。

二、核心功能部件

1.激光粉末床熔融增材制造在线监控与质量评价技术(共性关键技术类)

研究内容:研究合金成分、跨尺度微观组织/缺陷、应力/形变状态与激光粉末床熔融增材制造过程特征信息的相互关系;研究增材制造熔池动态行为、非均质宏/微观组织特征的多物理场在线监测方法和在线质量评价技术体系,研发铺粉状态快速准确识别与分类、熔池特征分析及质量预判、逐层熔凝区域组织/缺陷识别和轮廓变形分析、质量预警及多参量复合调控等关键技术;发展基于在线监测数据的多信息融合及高效率深度学习模型,明晰 工艺参数—特征信息—制造质量关联关系,研发基于过程特征的高效在线质量评价和多参量交互质量控制方法。

2.大型复杂构件制造过程在线检测与智能调控技术(共性关键技术类)

研究内容:面向重大装备的高性能焊接与增材制造,研究大型复杂结构制造过程中的在线三维形貌及变形的跨尺度光学测量技术、制件与制造加工头的多自由度位姿测量技术;研究制造过程中熔池特征尺寸和温度场表征、制造缺陷非接触式在线检测技术;研发从微观位错演化到宏观结构件变形失效的跨尺度增材制造热力模拟预测技术和方法;揭示制造工艺与位错—晶界多级微 结构、结构变形和制造缺陷的关联关系;研究面向大型结构的表面形貌、结构变形、构件温度和制造缺陷等成形质量自适应闭环 控制系统与装备。

3.制造用高性能高功率飞秒激光器(共性关键技术类)

研究内容:探索飞秒激光产生、放大、线性和非线性调控过程的动力学机制,以及高功率大能量飞秒激光放大时由于增益导致的脉冲宽度劣化机制;攻克高单脉冲能量飞秒激光热管理、模式控制、高效率长寿命飞秒频率转换等关键技术,研究倍频产生高功率紫外飞秒激光参量的稳定控制及优化技术,开展高功率大能量飞秒激光器模块化设计和系统集成技术研究。

4.制造用高性能高功率皮秒激光器(共性关键技术类)

研究内容:开展皮秒激光增益分布优化、模式控制机制和有效热管理等技术研究,攻克均匀泵浦、长寿命皮秒锁模及非线性抑制等关键技术,研究倍频转化效率提升、紫外皮秒激光光束质量控制及延寿等技术,研制高稳定性高功率红外、紫外皮秒激光器产品。

三、关键技术与装备

1.非均质材料飞秒激光制造技术与装备(共性关键技术类)

研究内容:面向复杂构件涉及的复合、多层膜、多孔等非均质材料的高性能加工共性需求,建立飞秒激光加工过程中光子能量吸收、电子状态变化、等离子体喷发、成形成性等多尺度连续观测系 统;从电子层面研究飞秒激光时/空/频域协同整形的非均质材料加 工新方法,突破损伤控制、选择性加工等关键工艺技术,研发飞秒 激光跨尺度柔性加工装备和三维复杂构件微细加工装备。

2.大能量高重频脉冲激光智能清洗技术与装备(共性关键技术类)

研究内容:研究纳秒脉冲能量输出能力提升的新方法,开展大能量高重频脉冲激光光束控制、模式调控、高功率关断和多级放大等技术研究;揭示大能量纳秒脉冲激光高效高质清洗机制, 攻克基于机器视觉的精确定位、智能选区、残留物快速识别、复杂曲面路径智能规划、双光束联动无缝无重叠拼接等关键技术, 研制具备复杂曲面结构高效循环作业的激光智能化清洗成套工艺与装备。

3.薄壁弱刚性构件激光电解复合高效铣削加工技术与装备 (共性关键技术类)

研究内容:针对薄壁弱刚性整体复杂构件制造瓶颈,研究气液环境下激光束流作用过程、超高电流密度电化学加工材料去除机制及成形规律;研究激光—电解复合铣削制造新方法,攻克复 合能量场形性调控、束流流域设计等关键技术;研制大型构件激 光—电解复合铣削加工装备。

4.结构功能部件飞秒激光精密制造技术与装备(共性关键技术类)

研究内容:针对航空航天等领域结构功能一体化部件精密制造的需求,揭示飞秒激光光束运动参量调控的微结构控形控性制造机制,研究制造结构的几何特征、质量对部件功能和服役性能的映射关系;发展“压敏、密封、润滑”等功能部件飞秒激光制造方法,攻克激光脉冲三维整形、内腔光束运动姿态参量控制等关键技术,研制飞秒激光制造成套工艺与装备。

5.超强韧中熵合金构件增材/强化/减材复合制造(共性关键技术类)

研究内容:研究适用于增材制造的超低温超高强韧中熵合金高通量设计与性能验证方法;研究中熵合金在复合制造过程中形性调控机制与方法,以及表面损伤动态演变机制及抑制理论,研发激光增材/强化/减材复合制造工艺与装备,研究复合制造中熵合金在室温、液氧和液氮超低温环境下的强韧化机制,以及疲劳断裂等性能评价方法;研究面向服役环境的复合制造中熵合金构件重复使用评估体系。

四、典型应用示范

1.大型关重结构件激光高效高稳定增材制造工程应用示范 (应用示范类)

研究内容:研究面向规模化生产的大型关重结构件高效高精度激光增材制造材料、工艺稳定性控制方法与技术体系;研究质量性能一致性控制、检测和评价方法;研究激光增材制造典型材料关键力学性能许用值和数据库;研发面向规模化生产的高效高精度成套装备。

2.高品质激光剥离与解键合在电子制造领域应用示范(应用示范类)

研究内容:针对 Micro-LED 显示、超薄晶圆封装中的激光剥离、解键合等制造技术瓶颈,研究紫外和深紫外光束传输与空间整形、光斑形貌与能量监控以及焦点跟随等关键技术;研究可减少器件损伤的激光剥离、解键合方法与加工工艺;研发光束整形器、焦点跟随等核心功能模块;开发 Micro-LED 显示激光剥离装备、超薄晶圆紫外激光解键合装备,研究成套工艺。

3.科技型中小企业技术创新应用示范(科技型中小企业项目)

研究内容:面向增材制造与激光制造领域不断涌现的新兴产业增长点,开展个性化医疗器械制造、医疗植入物表面微功能结构制造、光纤微纳传感器制造、光子/电子器件制造、印制电路板 (PCB)增材制造等新兴增材制造与激光制造技术的产业化应用研究,发展新兴技术商业化装备,实现创新型构件或器件的小批量或个性化定制生产;开展具有产业新增长潜力的前沿新技术产业化研究,实现颠覆性创新新技术产业化应用。

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