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发布时间:2019.10.10
  • 项目详情

关于2019~2020 年度广东省重点领域研发计划“激光与增材制造”重大专项的申报通知

各相关单位:

为全面贯彻落实党的十九大和习近平总书记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 年度广东省重点领域研发计划“激光与增材制造”重大专项的申报工作,具体要求如下:


        一、专题内容

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℃。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 10μm。

     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℃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℃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。


二、申报要求

(一) 项目申报单位(包括科研院所、高校、企业、其他事业单位和行业组织等)应注重产学研结合,整合省内外优势资源。申报单位为省外地区的,项目评审与广东省内单位平等对待,港澳地区高校院所按照《广东省科学技术厅 广东省财政厅关于香港特别行政区、澳门特别行政区高等院校和科研机构参与广东省财政科技计划(专项、基金等)组织实施的若干规定(试行)》(粤科规范字〔2019〕1号)文件精神纳入相应范围。

省外单位牵头申报的,经竞争性评审,择优纳入科技计划项目库管理。入库项目在满足科研机构、科研活动、主要团队到广东落地,且项目知识产权在广东申报、项目成果在广东转化等条件后,给予立项支持。

(二) 坚持需求导向和应用导向。鼓励企业牵头申报,牵头企业原则上应为高新技术企业或龙头骨干企业,建有研发机构,在本领域拥有国家级、省部级重大创新平台,且以本领域领军人物或中青年创新人才作为项目负责人。鼓励加大配套资金投入,企业牵头申报的,项目总投入中自筹经费原则上不少于70%;非企业牵头申报的,项目总投入中自筹经费原则上不少于50%(自筹经费主要由参与申报的企业出资)。

(三) 省重点领域研发计划申报单位总体不受在研项目数的限项约束,项目应依托在该领域具有显著优势的单位,加强资源统筹和要素整合,选准方向集中力量开展技术攻关,不鼓励同一单位或同一研究团队分散精力。在申报同一专项(专题)时,原则上同一研究团队只允许牵头或参与1项,同一单位只允许牵头或参与不超过3项,否则纳入科研诚信记录并进行相应处理。

(四) 项目负责人应起到统筹领导作用,能实质性参与项目的组织实施,防止出现拉本领域高端知名专家挂名现象。

(五) 项目内容须真实可信,不得夸大自身实力与技术、经济指标。各申报单位须对申报材料的真实性负责,要落实《关于进一步加强科研诚信建设的若干意见》(厅字〔2018〕23号)要求,加强对申报材料审核把关,杜绝夸大不实,甚至弄虚作假。各申报单位、项目负责人须签署《申报材料真实性承诺函》(模板可在阳光政务平台系统下载,须加盖单位公章)。项目一经立项,技术、产品、经济等考核指标无正当理由不予修改调整。

(六) 申报单位应认真做好经费预算,按实申报,且应符合申报指南有关要求。牵头承担单位应具备较强的研究开发实力或资源整合能力,承担项目的核心研究组织任务,分配相应合理的资金份额。

(七) 有以下情形之一的项目负责人或申报单位不得进行申报或通过资格审查:

1.项目负责人有广东省级科技计划项目3项以上(含3项)未完成结题或有项目逾期一年未结题(平台类、普惠性政策类、后补助类项目除外);

2.项目负责人有在研广东省重大科技专项项目、重点领域研发计划项目未完成验收结题(此类情形下该负责人还可作为主要参与人参与项目团队);

3.在省级财政专项资金审计、检查过程中发现重大违规行为;

4.同一项目通过变换课题名称等方式进行多头或重复申报;

5.项目主要内容已由该单位单独或联合其他单位申报并已获得省科技计划立项;

6.省内单位项目未经科技主管部门组织推荐;

7.有尚在惩戒执行期内的科研严重失信行为记录和相关社会领域信用“黑名单”记录;

8.违背科研伦理道德。


三、评审及立项说明

省重点领域研发计划项目由第三方专业机构组织评审,对申报项目的背景、依据、技术路线、科研能力、时间进度、经费预算、绩效目标等进行评审论证,并进行技术就绪度和知识产权等专业化评估:

(一) 技术就绪度与先进性评估。本次专项主要支持技术就绪度4~7级的项目,其中,技术就绪度目前为4~6级的项目在完成后原则上应有3级以上提高,目前为7级的项目在完成后应达到9级,各申报单位应在可行性报告中按要求对此进行阐述并提供必要的佐证支撑材料。

(二) 查重及技术先进性分析。将利用大数据分析技术,对照国家科技部科技计划历年资助项目与广东省科技计划历年资助项目,对拟立项项目进行查重和先进性等分析。

(三) 知识产权分析评议。项目研究成果一般应有高质量的知识产权,请各申报单位按照高质量知识产权分析评议指引的有关要求加强本单位知识产权管理,提出项目的高质量知识产权目标,并在可行性报告中按要求对此进行阐述并提供必要的佐证支撑材料,勿简单以专利数量、论文数量作为项目目标。

拟立项项目经领域专家和战略咨询专家审议,并按程序报批后纳入项目库管理,按年度财政预算及项目落地情况分批出库支持,视项目进展分阶段进行资金拨付。

同一指南中的同一项目方向(或子方向),原则上只支持1项(指南有特殊说明的除外),在申报项目评审结果相近且技术路线明显不同时,可予以并行支持。


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