2019-10-11

2019年9月30日，广东省科学技术厅发布了关于组织申报2019～2020年度省重点领域研发计划“新能源汽车”“激光与增材制造”“智能机器人和装备制造”等重大专项的通知，其中，“激光与增材制造”重点领域研发计划包括了三个专题、十个项目，其中包括高性能关键器件部件、重大关键技术、重大装备与应用。其中， “激光与增材制造”重大专项申报指南如下：

为全面贯彻落实关于加强关键核心 技术攻关的系列重要讲话精神，按照省第十二次党代会、十二届四 次、六次全会和全省科技创新大会相关部署，以国家战略和广东产 业发展需求为牵引，瞄准国际最前沿，集聚国内优势团队，集中力 量联合攻关一批制约产业创新发展的重大技术瓶颈，掌握自主知识 产权，亟待取得若干标志性成果，现发布 2019~2020 年度项目申报 指南。

2019~2020 年度项目申报指南设置高性能关键器件部件、重大关键技术、重大装备与应用三个专题。除特别说明外，每一个项目 原则上支持 1 项。技术路线明显不同而又在评审中排前二位时，可 都纳入并行支持。评审专家经评议认为项目申报质量都未达申报指 南研究内容和考核指标要求时，可都不支持。本专项统一以项目为 单位申报，项目实施一般为 3 年。研究内容除特别说明外，必须涵 盖该项目下所列的全部内容，项目完成时应完成该项目下所列所有 考核指标。每个项目参研单位总数不超过 6 个。欢迎国内和港澳地 区的业内优势团队组团申报。为充分调动社会资源投入相关研发工 作，鼓励企业与高校、科研院所以产学研合作形式联合申报。

专题一、高性能关键器件、部件(专题编号: 20190922)

项目 1：高稳定紫外超快激光器 

研究内容：研制高重频、窄脉宽、高平均功率的中心波长≤355nm紫外激光光源。开展大尺寸晶体材料、高抗损伤镀膜、非线性频率 变换等技术研究;突破高功率皮秒、飞秒超快激光种子光源、啁啾 放大、色散补偿、SBS抑制等关键技术;完成整机热效应抑制、光束 质量演化与主动操控、双轴晶体走离补偿、工程化装调工艺等技术 研究;开展可靠性设计与分析;实现中心波长≤355nm工业级皮秒、 飞秒紫外超快激光器产业化和应用示范。

考核指标：研发完全自主高稳定紫外皮秒、飞秒激光器。

1)皮秒激光器:中心波长≤355nm，脉宽≤15ps，平均功率≥ 40W。飞秒激光器:中心波长≤355nm，脉宽≤800fs，平均功率≥20W。
2)激光器重复频率可调，范围为 10kHz~1MHz，稳定性±3%;
M2 因子≤1.5，连续工作 8h 以上的功率稳定性(RMS)≤1.5%，预 期使用寿命≥20000h。
3)使用自主可控国产器件，实现中心波长≤355nm 皮秒、飞秒 激光器产业化。本项目研制的皮秒激光器销售不少于 50 台、飞秒激 光器不少于 15 台，并在激光制造装备上实现应用示范。
4)申请发明专利 8 件以上，围绕项目形成的创新成果发表高 水平论文。

支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研发经费省财政资助部分不超过2000万元/项，拟支持1项。具体资助额度根据预算财务评审确定。
项目 2：高亮度半导体激光器芯片及应用
研究内容：针对半导体激光芯片的重大需求，开展激光增益芯 片超低反射率腔面膜设计、制造和腔面钝化技术以及有源区和波导 结构研究;开展外腔反馈对激光增益芯片内部光场分布的调控及芯 片可靠性等性能影响研究;开展激光增益芯片封装对外腔反馈光谱 锁定影响技术和密集型光谱合束技术研究;突破激光增益芯片光谱 锁定及防串扰、光谱合束谱宽窄化等关键技术;开展可靠性设计与 分析，完成芯片制造、集成、封装等国产化及小批量生产。
考核指标：
1)研发完全自主的用于密集光谱合束的半导体激光 芯片，单管输出工作功率≥16W(100μm宽度)，电光效率≥60%， 光束质量优于4mm·mrad。
2)研发光纤耦合输出光纤激光泵浦模块:输出功率≥500W，光 纤参数≤105μm/0.18NA，中心波长 976nm±0.3nm，光纤输出光谱 宽度≤4nm，电光效率≥45%，预期使用寿命≥10000h，销售不少于 100 台，并实现应用示范。
3)申请发明专利 8 件以上，围绕项目形成的创新成果发表高 水平论文。

支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研 发经费省财政资助部分不超过2000万元/项，拟支持1项。具体资助额 度根据预算财务评审确定。
项目 3：面向制造业的大功率半导体激光器
研究内容：面向制造业领域对大功率高亮度激光光源的重大需 求，基于国产半导体激光芯片，开展双面主动散热、热沉、大功率 多光束合成、光纤耦合、光束整形等关键技术研究，突破半导体激 光器失效机理、芯片腔面特殊处理技术与工艺，开展可靠性设计与 分析，实现大功率半导体激光器制造、集成、封装、测试的国产化 及小批量生产。
考核指标:
1)研发完全自主的高亮度半导体激光单管，输出功 率≥20W(100μm宽度)，高功率单管输出功率≥35W(200μm宽 度)，光束慢轴发散全角≤9°，中心波长955nm~995nm, 电光效率 ≥63%;封装高功率巴条，单巴输出功率≥500W。
2)研发输出功率4kW@100um高亮度光纤耦合模块和输出功率 10kW@400um 的系列化长寿命光纤输出半导体激光器，中心波长 975nm，光纤输出光谱宽度≤40nm，电光效率≥45%，预期使用寿命 ≥10000h。其中:4kW@100um光纤耦合模块光束质量优于 4mm·mrad，且销售不少于50台;输出功率大于10kW@400um光纤输 出半导体激光器光束质量优于20mm·mrad，且销售不少于10台，实现 两型模块在增材制造/激光制造装备上的应用示范。
3)申请发明专利8件以上，围绕项目形成的创新成果发表高水 平论文。

支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研 发经费省财政资助部分不超过3000万元/项，拟支持1项。具体资助额 度根据预算财务评审确定。
项目 4：大功率蓝光半导体激光器与应用
研究内容：研制450nm大功率蓝光半导体激光光源。开展蓝光半导体激光芯片的材料生长、流片工艺、封装以及光束准直、光束整 形、空间合束、偏振合束和光纤耦合技术等技术研究，突破芯片腔 面特殊处理技术与工艺、散热、热沉、失效机理及寿命评价等关键 技术，开展可靠性设计与分析，实现大功率蓝光半导体激光器制造、 集成、封装、测试等国产化、批量化生产与推广应用。
考核指标:
1)研发蓝光半导体激光单管，在连续运转模式下单 管输出功率≥4W(100μm宽度)，中心波长450nm±10nm，电光效 率≥35%。
2)研发高亮度蓝光光纤耦合模块，其中500W光纤耦合模块输出 功率≥500W，光纤参数≤400μm/0.22NA;1000W光纤耦合模块输 出功率≥1000W，光纤参数≤800μm/0.22NA。中心波长450nm± 10nm，光纤输出光谱宽度≤10nm，电光转化效率≥30%，预期使用 寿命≥5000h。
3)实现500W@400μm蓝光光纤耦合模块销售不少于20台，实 现输出功率大于1000W@800μm蓝光光纤耦合模块销售不少于5台， 并在不小于5种型号蓝光激光加工设备和不小于2种型号蓝光/红外激 光复合加工设备上应用，实现新增产值5000万元以上。
4)申请发明专利8件以上，围绕项目形成的创新成果发表高水 平论文。

支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研 发经费省财政资助部分不超过3000万元/项，拟支持1项。具体资助额 度根据预算财务评审确定。

专题二、重大关键技术(专题编号: 20190923)

项目 1：4D 打印专用材料与变体结构智能打印调控技术
研究内容：面向复杂智能“异质异构”构件制造的可控变形、 变性和变功能的应用需求，研究4D打印用陶瓷前驱体和高品质钛镍 形状记忆合金粉末等的制备技术，建立4D打印缺陷抑制策略与组织 性能调控之间的关系，突破4D打印构件质量稳定性调控技术，研究 形状记忆材料4D打印结构的智能变形行为，开展4D打印智能构件的 创新设计与性能表征，实现4D打印智能构件的创新应用。
考核指标：
1)4D打印陶瓷材料装备1台/套。结构件尺寸可达 150mm×150mm×150mm以上范围，无后抛光表面粗糙度小于Ra10， 比抗压强度≥300MPa·cm3·g-1，抗压强度≥500MPa;4D打印前驱体 变形率≥200%，变形回复量≥90%;软硬集成构件，1mm厚软体部 分的折叠变形能力≥±175°;制定材料、工艺、装备等规范或标准; 实现3种以上专用构件的应用，并在航天、电子等领域应用示范;申 请发明专利8件以上，围绕项目形成的创新成果发表高水平论文。
2)4D打印钛镍形状记忆合金装备1台/套。结构件尺寸可达 200mm×200mm×200mm以上范围，尺寸精度优于0.3mm/100mm， 抗拉强度≥850MPa，延伸率≥15%，无塑性变形率≥40%，变形效 率≥4%/s，持续支持刚度≥0.11MPa，塑形精度提高15%，控温精度 2°C。制定材料、工艺、装备等规范或标准;实现3类5种以上专用 构件的应用，在航空、生物医疗、建筑等领域应用示范;申请发明 专利10件以上，围绕项目形成的创新成果发表高水平论文。
申报说明：本项目拟设2个课题，可从陶瓷材料、钛镍合金材 料两个课题方向单独申报，原则上拟各支持1项。

支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;每项研发 经费省财政资助部分不超过1500万元/项。具体资助额度根据预算财 务评审确定。
项目 2：复杂三维微纳结构器件高精度增材制造技术
研究内容：面向高效低成本制造复杂三维精细结构器件的需求， 解决传统精密注塑工艺对复杂精细结构器件的加工难度大、研发周 期长、成本高等问题，研究微纳结构增材制造工艺与器件功能需求 匹配的成形材料体系，开发应用于复杂三维微结构器件的高精度增 材制造技术、高性能材料及其打印工艺，实现微纳特征的三维结构 与功能一体化制造;开展以微机电系统、精密连接器、微纳电子、 精密医疗器件、生物芯片等对象的复杂三维精细结构器件应用研究， 并形成应用示范。
考核指标：研发微纳结构增材制造装备1台/套。
1)结构特征尺寸优于6μm，层厚≤3μm，结构尺寸偏差≤20%; 最大成形尺寸不小于100mm×100mm×50mm，二维分辨率精度优于 1μm。
2)制定材料、工艺、装备等规范或标准;实现专用材料不少于 5种，器件应用对象不少于5类的应用示范。
3)申请发明专利 10 件以上，围绕项目形成的创新成果发表高 水平论文。
申报要求：本项目要求企业牵头申报。

支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研 发经费省财政资助部分不超过2000万元/项，拟支持1项。具体资助额 度根据预算财务评审确定。

专题三、重大装备与应用(专题编号: 20190924)

项目 1：非金属材料超高速光固化增材制造关键技术与装备
研究内容：面向非金属精密部件在汽车、医疗和航空航天等领域 应用需求，开展高速连续光固化增材制造理论、流体与热力学仿真 技术研究，完成连续均质可控光固化生长反应部件等关键技术攻关 和装备系统研制，实现高分子、陶瓷等非金属材料的复杂结构功能 一体化部件的制备;突破非金属材料光固化增材制造的效率和精度 的瓶颈，推动非金属材料高精度高速成型制备工艺的产业化。
考核目标：
1)非金属材料超高速光固化 3D 打印装备 1 台/套， 芯片物理像素大于 800 万。关键部件和核心工艺具有自主知识产权。
2)最大成形尺寸不小于 192mm×108mm×300mm，像素分辨率 不低于 50μm，最高分辨率优于 2μm。打印速度不低于 1800mm/h， 最小打印层厚 1μm，数字模型切片投影切换速度不低于 50 帧每秒。可制备高分子材料和陶瓷基高性能精密打印件，结构特征尺寸小于 10 μm。
3)高速打印用非金属材料配方及打印工艺 3 组(包括光敏树脂 和陶瓷浆料等)。
4)装备应用于汽车、医疗、电子和航空航天等行业中，实现产 品销售 5000 万元以上。
5)申请发明专利10件以上，围绕项目形成的创新成果发表高 水平论文。
申报要求：本项目要求企业牵头申报。

支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研 发经费省财政资助部分不超过1500万元/项，拟支持1项。具体资助额 度根据预算财务评审确定。
项目 2：高效大尺寸激光选区熔化增材制造及复合制造工艺与装备
研究内容：针对现有金属增材制造技术难以兼顾高效率、高精 度和低成本制造的瓶颈问题，研究高效大尺寸高精度成形的装备设 计原理与实现方法、粉末预热温度的设计与控制方法、同一成形区 域多振镜协同高速动态调焦成形、成形自适应分层与自适应工艺参 数等，开发高可靠性气氛控制、多材料工艺参数自主优化与决策、 打印前后处理全闭环与智能化生产装备。建立增材制造装备的相关 工艺数据库和标准规范，开展在工程制造领域中直接应用和传统结 构精准定位复合制造中的应用。

考核指标：

研发金属激光选区熔化增材制造装备1台/套。
1)自主研发振镜及多振镜协同模块，其重复精度优于1.0urad， 正常工作8h以上漂移小于30urad，多振镜组各振镜相对于同一坐标 点定位精度优于50μm。
2)自主研发控制与路径规划软件，多振镜成形尺寸范围不小于 600mm×600mm×600mm;成形几何精度优于50μm/100mm，表面粗糙 度小于Ra10，成型室预热温度大于300°C以上，成形效率大于200cm3/h，装备的平均故障间隔时间(MTBF)大于500h;复合制造整体结构件不低于原件的综合力学性能。3)装备可以打印的金属材料不少于6种，至少包括不锈钢、钛合金、铝合金、镍合金、铁基合金等，并应用于航空航天、模具、 汽车等行业领域中，实现产品销售不小于10台。
4)申请发明专利 10 件以上，围绕项目形成的创新成果发表高 水平论文。
申报要求：本项目要求企业牵头申报。

支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研 发经费省财政资助部分不超过2500万元/项，拟支持1项。具体资助额 度根据预算财务评审确定。
项目 3：面向骨精准修复的生物活性材料增材制造技术与装备
研究内容：针对金属、高分子定制式骨植入体生物活性差、不 具有再生修复能力等临床问题，开展生物活性骨诱导再生材料的规 模化增材制备技术研究，实现具有天然骨组织仿生微观结构、宏观 尺寸精准匹配的多级功能骨修复体的制备;开展多喷头高精度、高 通量、协同打印等关键技术研究，研制可打印多组分复杂结构的生 物增材制造装备;开展医学临床应用研究，建立增材制造定制式生 物活性修复体的质量标准规范，并实现临床应用示范。
考核指标：
1)研发3种以上促进骨再生修复的增材制造用生物 活性材料及与其匹配的3D打印专用装备，满足大缺损、长骨等修复 要求，成型尺寸不小于150mm×150mm×100mm，单轴分辨率优于 20μm，功能部分局部打印的纤维丝线径≤2μm，平台温控范围为 -20°C至室温。
2)掌握复杂仿生拓扑结构定制植入体设计，尺寸匹配率达到 90%以上，生物力学达到松质骨水平，修复体植入2~4周有新骨生成。
3)制作过程满足植入物安全规范，产品通过安全性评价，临床 试验20例以上，并建立增材制造定制式骨科生物活性修复体质量标 准规范，至少1种骨修复产品申请中国NMPA医疗器械注册证或美国 FDA注册证。
4)申请发明专利 10 件以上，围绕项目形成的创新成果发表高 水平论文。
申报要求：本项目要求企业牵头申报。

支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研 发经费省财政资助部分不超过1500万元/项，拟支持1项。具体资助额 度根据预算财务评审确定。
项目 4：超快激光多轴精密加工刀具装备研发与应用
研究内容：研发超快激光多轴精密加工刀具关键工艺技术与装 备。攻克激光振镜模块与多轴运动平台联动的关键技术瓶颈，实现 多轴加工装备的高静态刚度和动态响应稳定性，保证空间曲线加工 中激光光斑质量及焦点的稳定运动;研发满足刀具复杂型面特点及 大曲率曲面激光成型加工需求的运动控制、插补方式、残余识别等 控制技术，以及轨迹监控、自诊断技术和数控系统开放式通信技术; 建立成套典型刀具的激光多轴联动数控加工工艺数据库;制造的复 杂型面刀具满足超硬材料、硬质合金、超硬涂层、陶瓷等的加工要 求，实现在3C电子、汽车、模具、航空航天等领域的推广应用。
考核指标：

超快激光多轴精密加工刀具装备 1 台/套。
1)使用自主可控皮秒激光器，脉冲功率不小于 50μJ，最小光 斑直径小于 50μm。
2)刀具加工可实现复杂型面大曲率曲线多轴联动一次性加工成 型;刀具轮廓精度小于 10um，尺寸精度小于 10um;移动定位精度 达到 XYZ 直线轴为 0.1um;AC 旋转轴为 0.001°，150mm 直径范围 旋转端面跳动小于 2um，端面延伸 150mm 处直径 20mm 圆跳动小于 2um。
3)装备使用的核心软件有相应的软件著作权，并实现在 3C 电 子、汽车、模具、航空航天等领域应用，产品销售不小于 40 台，新 增产值 7000 万元以上。
4)申请发明专利 10 件以上，围绕项目形成的创新成果发表高 水平论文。

支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研 发经费省财政资助部分不超过1500万元/项，拟支持1项。具体资助额 度根据预算财务评审确定。