增材制造技术在农业机械制造中的应用
摘要：介绍目前增材制造技术的研究现状和基本原理，分析我国农机研发的特点，阐述光固化成型技术、选区激光烧结技术、直接金属激光烧结技术、熔融沉积技术在农业机械制造中的应用。采用熔融沉积技术制备全新外槽轮排肥器，搭建基于电子施肥控制器控制的施肥试验平台。试验数据表明，基于熔融沉积的外槽轮排肥器的变异系数低于传统排肥器。增材制造技术将改变传统农业机械设计的流程和思路，提高农业机械的可靠性和服役时间，促进农业机械制造水平的提高。
关键词：增材制造;3D打印;农业机械;应用
收稿日期：2016-01-28
基金项目：国家自然科学基金(编号：51505157);广东省自然科学基金(编号：2014A030313460、2015A030310330);广东省科技计划(编号：2013B020501002)。
作者简介：孙健峰(1983—)，男，吉林长春人，博士，讲师，主要从事农业机械化研究。E-mail：sunjianfeng@scau.edu.cn。
通信作者：杨洲，博士，教授，主要从事农业机械化研究。E-mail：yangzhou@scau.edu.cn。增材制造(additive manufacturing)是以三维数据为基础，由CAD模型驱动的一种制造方法，其特点是采用“加法”成型，通过先离散后叠加的思想成型零件[1]。随着科学技术的发展及《中国制造2025》的提出，采用增材制造方法成型零件越来越受到人们的关注[2]。增材制造技术生产柔性大，加工响应时间短，单件小批量生产中无需开模，设计制造一体化集成度高，可直接成型零件，成型中不受传统加工方法中夹持、切削方式的约束，可加工高脆性、高熔点、高硬度的材料，《经济学人》杂志认为，该技术将引起第3次工业革命。目前，增材制造技术已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗、模具、建筑等行业[3-4]。
1增材制造技术的研究现状
美国于2012年启动并投资10亿美元资助包括增材制造在内的振兴美国制造计划，建立了ASTM F2792-12a[5]、ASTM F2915-12[6]、ASTM F2912-11[7]、ASTM F2924-12a[8]等一系列增材制造技术标准。英国于2011年开始增加增材制造研发经费的投入，并在拉夫堡大学、诺丁汉大学、谢菲尔德大学、埃克塞特大学、曼彻斯特大学等相继建立了增材制造研究中心。澳大利亚于2012年2月启动了“微型发动机增材制造技术”项目，该项目使用增材制造技术制造航空微型发动机零部件，对增材制造技术在航空航天的应用起到推动作用。日本通过优惠政策和大量资金鼓励产学研用紧密结合，促进增材制造技术在日本的发展[4]。
我国于2012年成立了3D打印技术联盟(增材制造)，于2015年成立了中国工程学会增材制造(3D打印)分会，参与的主要科研机构有清华大学、北京航空航天大学、华中科技大学、华南理工大学、西北工业大学、西安交通大学等。 3D打印产业联盟和增材制造分会的成立有利于尽快建立行业标准，加强行业与行业、行业与政府以及国际间的广泛交流[4]。
2增材制造的基本原理
增材制造是将三维零件先离散后堆积的一种加工方法，其成型过程主要是通过被加工材料受到外界不同环境的影响(如受热、受光)而发生物理或化学变化来实现的[9-11]，制造过程如下：(1)设计(三维制图软件)或通过逆向工程(三维扫描)等获得所要加工产品的计算机三维模型。(2)根据工艺要求，将所建立的模型按一定规律在计算机中离散化，该过程也叫切片或分层，将原来的三维数据转换为平面数据。(3)将离散后的平面数据按一定规律进行累加成型，获得实体零件。其原理见图1。
3农业机械研发的特点
3.1农业机械特点
由于农用机械受作物生长条件的约束，所有农业机械均须进行田间试验验证。种植机械、植保机械、收获机械均受到田间试验季节的影响，每年的试验时间是固定的，错过试验时间只能等待下一年，因此农业机械的研究周期较长。农业机械还受到作业过程中因素差异的影响，我国幅员辽阔，每个省的农作物和农艺均有明显差别，同一作物在不同区域的农艺也不完全相同，使得农业机械研发具有种类繁多、通用性差、研发面广、研发成本高等特点[12]。
3.2农作物特点
与工业相比，农业作物有其自身的特点。农业作物的研究对象多为生物，种类繁多、个体差异明显、性能差异大、物料规律性不强，多数生物受外界条件影响较大，不同降水量、施肥量可使同一作物在不同收获年表现出差异。以柑橘为例，古语有“南橘北枳”的说法。
3.3农业机械市场特点
中国农业机械市场已经成为中国机械行业的热点市场，农业已成为高回报率产业。从欧美、日韩等农业发达国家引进的农机不能完全适应我国农业的需要，这些差异导致农机研制具有复杂性和周期性[13]。目前，农业、农机的投资一直是资本市场中投资的热点，但国内的农机企业高端技术研发能力较弱，国际农机巨头相继在中国设厂，争相占领中国市场，导致我国农机市场的高端领域被国外农机行业占领;中低端领域，尤其是低端领域的小农机企业较多，恶性竞争严重，一味追求价格低廉导致产品质量不过关、农机使用服役时间短、市场认可度低。尽快提高农机的使用稳定性和服役时间、尽快争夺高端农机市场已成为亟待解决的问题[14-15]。
4典型增材制造技术在农机制造中的应用
4.1光固化成型技术(stereo lithography apparatus，SLA)
光固化成型是由Charles W. Hull于1984年获得的美国专利，1998年美国3D System公司推出SLA-250商品产品，是目前最成熟的增材制造技术之一。光固化成型技术可获得形状复杂、表面质量较好的零件[16-18]。光固化成型工艺的原理见图2，在紫外激光束控制单元的驱动下，将零件的各分层信息在光敏树脂表面加工，被扫描区域的光敏树脂材料因紫外光照射发生聚合反应而固化，形成零件的1个切片层;一层固化后，工作台向下移动1个层厚的距离，新一层的液态树脂填充加工表面，采用刮板将液面刮平，进行下一层的扫描加工，如此反复直到整个零件制造完成[18]。由于SLA设备昂贵，光敏树脂价格较高，国产价格约为1 000元/kg，导致SLA技术在农业机械中的应用不广泛，仅少数科研单位采用SLA技术设计、制造全新农业机械部件并进行相关田间试验，如华南农业大学罗锡文院士团队采用SLA技术成型播种机中的排种器和水田激光平地机中的控制盒等。
4.2选区激光烧结技术(selective laser sintering，SLS)
选区激光烧结技术由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl Deckard于1989年申请专利，并于1992年由DTM公司开发了首款商业设备[19-20]。SLS最大的特点是可以成型金属零件，成型材料采用的是外表包裹聚合物的金属粉末。SLS原理见图3，粉末首先被均匀置于成型平台上，激光通过扫描振镜按照切片层数据将加工区域内的粉末加热，粉末因聚合物受热而粘结在一起;单层加工完成后，成型台下降1个层厚，铺粉机构将新的粉末重新预置于加工区域之上，激光再次开始加工，重复以上过程直至零件加工完成。成型后的零件须置于高温保温炉中进行保温，将聚合物黏合剂熔化。目前该技术在模具行业应用广泛，选用型砂进行激光烧结，完成砂型铸造，制备模具。选区激光烧结在农机方面有较多应用，如滤水器中的过滤器。过滤器由5层丝网组成，分别是保护层、过滤控制层、分散层、支撑骨架层、骨架层，每层均由多个尺寸较小的孔洞组成。由于受到加工路径和刀具尺寸的约束，采用传统成型方法很难成型，而采用SLS技术可十分方便地成型多孔滤网。
4.3直接金属激光烧结(direct metal laser sintering，DMLS)技术
直接金属激光烧结技术由RPI(Rapid Product Innovations)和德国EOS公司的 GmbH于1994年共同研发，是首个商业化的直接生产金属零件的成型方法[21]。直接金属激光烧结技术的原理见图4，与SLS十分相似，DMLS多采用两缸结构。与SLS相比，DMLS选用的金属粉末尺寸更小(一般直径为20 μm)，粉末无需黏结剂或助熔剂，无需后续加热和渗透处理，铺粉厚度更薄，成型零件形状更加复杂，获得成型零件的致密度更高(一般致密度高于95%)。目前可成型材料主要有合金钢、不锈钢、工具钢、铝、青铜、钴铬、钛等，主要应用领域有快速模具、医疗植入物、高温应用、航空航天零部件[19]。目前，DMLS在农业上主要应用于形状复杂、曲面较多的零件，如旋耕刀、水泵叶轮机、送料螺旋等。随着农业航空植保技术在农业中的应用不断增加，农业航空中无人机的关键部件对于轻量化的极限需求与日俱增，这将为DMLS在农业航空提供新的研究领域。
4.4熔融沉积成型技术(fused deposition modeling，FDM)
熔融沉积成型是由美国Stratasys公司开发的继光固化成型工艺后另一种被广泛应用的成型方法[22-23]。其原理见图5，将丝状的热熔性材料加热熔化，通过微细喷嘴将熔融丝挤出，喷嘴按照控制单元指令相对工作台沿水平方向移动，熔融丝挤出温度略高于固化温度，以保证热熔材料的黏结性，与前一层熔结在一起。一层成型后，工作台按设定值下降1个层厚，继续熔喷沉积，直至整个实体完成。目前，新的熔融沉积采用双喷头或多喷头，双喷头是将支撑与实体分开成型，可分别控制支撑和实体的成型参数。熔融沉积是目前成本最低廉、应用最广泛的增材制造方法，主要用于办公用品、模具开发、医学植入体、医疗器械、建筑等三维实体制造[24]。
华南农业大学杨洲团队采用熔融沉积设计并制造了全新外槽轮排肥器的排肥轮(图6)。图6中红色部分为采用熔融沉积成型的外槽轮排肥器的外槽轮及其联轴器，米白色部分为目前市场上通用的外槽轮。杨洲团队通过步进电机控制每个外槽轮，并对2种外槽轮的排肥量进行了对比研究。试验选用华南农业大学自行搭建的排肥检测平台(图7)，采用电子施肥控制器控制直流电机转速，采用HX-T型电子天平测量排肥质量，以外槽轮旋转10圈为1个指标，连续测量5次，试验数据见表1。数据表明，采用增材制造的外槽轮排肥器变异系数更小，设备更加稳定可靠。
5增材制造技术应用于农机机械制造的前景
发展增材制造技术可为农机发展开拓设计思路，减少无用功的消耗。增材制造技术目前已被应用于多个行业，在农业机械制造中的应用也势在必行。传统的农机设计流程复杂，包括确定设计目标和方案、设计样机、田间试验、优化设计、完成开发。传统农机设计中首先要考虑加工，在能够实现加工的基础上进行设计，导致在理论中最省功的仿生(仿形)设计无法在实际生产中实现。增材制造最大的优势在于突破传统设计思路，采用层层叠加的方式，加工过程中几乎不考虑走刀路线等加工约束，特别适于加工形状复杂的空间渐变曲线、仿生(仿形)结构。采用增材制造可为农机设计提供新的思路，将有更多的仿生(仿形)结构得以应用，大幅减少农机的功耗损失。
发展增材制造技术可缩短农业机械试制周期，减少成本投入。农业机械与其他机械最大的区别在于农机需要田间试验，而田间试验又受到作物生长周期的限制，因此样机试验效果的反馈成为缩短农机研发周期的瓶颈，许多农机需用几年时间完成田间试验。增材制造技术最大的优势在于田间试验效果的快速反馈，小尺寸关键部件的成型时间一般为1～2 d，自动化程度高，几乎不需要人为操作，成型单件成品时间远远少于传统加工。相同时间内可反复多次进行田间试验及设计修改，提高了优化效率，缩短了农机的试制周期，使田间试验与设计修改结合得更为紧密，效率更高，减少了产品的市场响应时间和研发成本。发展增材制造技术可提高农机制造水平，增加农机设备的可靠性。农机多采用传统的车钳铣刨磨进行加工，制造成本低，精度和稳定性差，虽然国家每年都有农机补贴，但农机使用寿命过短造成了资源的极大浪费。增材制造属于先进制造技术，将数控机床与计算机相结合，加工精度和自动化程度高，成型过程中受外界干扰条件少，成型零件性能稳定可靠，是《中国制造2025》重点发展方向之一。采用增材制造技术将大幅提高我国农机制造行业的制造水平，增加农机装备的可靠性，提升我国农业机械制造行业的竞争力。
参考文献：
[1]闵杰，李佳师. 3D打印带动变革 国内应用尚未起步[N]. 中国电子，2012-07-24(1).
[2]Sun J F，Yang Y Q，Wang D. Mechanical properties of a Ti6Al4V porous structure produced by selective laser melting[J]. Materials & Design，2013，49：545-552.
[3]Wang S，Song C，Yang Y. Rapid manufacturing technology of digital dental restorations and its progress[J]. Materials Research and Application，2012，6(2)：91-95.
[4]孙健峰. 激光选区熔化Ti6Al4V可控多孔结构制备及机理研究[D]. 广州：华南理工大学，2013.
[5]ASTM F2792-12a[EB/OL]. (2013-01-10)[2015-12-10]. http：//www.astm.org/Standards/F2792.htm.
[6]ASTM F2915-12[EB/OL]. (2013-01-10)[2015-12-10]. http：//www.astm.org/Standards/F2915.htm.
[7]ASTM F2921-11[EB/OL]. (2013-01-10)[2015-12-10]. http：//www.astm.org/Standards/F2921.htm.
[8]ASTM F2924-12a[EB/OL]. (2013-01-10)[2015-12-10]. http：//www.astm.org/Standards/F2924.htm.
[9]Liu F C，Lin X，Yang G L，et al. Microstructure and residual stress of laser rapid formed Inconel 718 nickel-base superalloy[J]. Optics and Laser Technology，2011，43(1)：208-213.
[10]Sun J F，Yang Y Q，Wang D. Mechanical properties of Ti-6Al-4V octahedral porous material unit formed by selective laser melting[J]. Advances in Mechanical Engineering，2012：1-11.
[11]Merkt S，Hinke C，Schleifenbaum H，et al. Geometric complexity analysis in an integrative technology evaluation model(ITEM)for selective laser melting(SLM)[J]. South African Journal of Industrial Engineering，2012，23(2)：97-105.
[12]方林宏，樊军，江莉. 逆向工程和快速成型技术在农具生产中的应用[J]. 农机化研究，2007，9(9)：189-191.
[13]张云霞. 激光加工技术在农业机械制造中的应用[J]. 农技服务，2009，26(3)：145-146.
[14]黄永俊. 激光技术在农业机械制造中的应用[J]. 农机化研究，2008，6(6)：242-244.
[15]裴进灵. 基于3D打印的农业机械研发及应用[J]. 当代农机，2014，8(8)：73-74，75.
[16]Stereolithography[EB/OL]. (2011-01-10)[2015-12-10]. http：//www.custompartnet.com/wu/stereolithography.
[17]王广春，赵国群. 快速成型与快速模具制造技术及其应用[M]. 北京：机械工业出版社，2008：12-95.
[18]刘杰. 面向快速成型的设备控制、工艺优化及成型仿真研究[D]. 广州：华南理工大学，2012.
[19]李国强，沈晴昳，高建华，等. 选择性激光熔覆技术与铸造法制作全冠适合性的比较研究[J]. 中华口腔医学杂志，2012，47(7)：427-430.
[20]Selective Laser Melting(SLM)[EB/OL]. (2011-01-10)[2015-12-10]. http：//www.custompartnet.com/wu/selective-laser-melting.
[21]Yang Y，Su X，Wang D，et al. Rapid fabrication of metallic mechanism joints by selective laser melting[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part B-Journal of Engineering Manufacture，2011，225(B12)：2249-2256.
[22]Fused Deposition Modeling 44(FDM)[EB/OL]. (2011-01-10)[2015-12-10]. http：//www.custompartnet.com/wu/fused-deposition-modeling.
[23]Charest K，Mak-Jurkauskas M L，Cinicola D，et al. Fused deposition modeling provides solution for magnetic resonance imaging of solid dosage form by advancing design quickly from prototype to final product[J]. Journal of Laboratory Automation，2013，18(1)：63-68.
[24]Boschetto A，Giordano V，Veniali F. Modelling micro geometrical profiles in fused deposition process[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2012，61(9/12)：945-956.
作者：孙健峰 朱卿创 杨洲 黄忠奎
摘 要：为提高机械产品的结构性能，加快迭代速度，进一步深化拓扑优化设计与仿真技术在增材制造领域的应用探究，对于机械产品设计制造一体化提供指导意义。
关键词：机械产品;拓扑优化;增材制造;设计制造一体化
引言
伴随着我国制造业经济的不断发展，机械产品个性化需求越来越高，拓扑优化设计为机械产品提能增效尤为重要。拓扑优化设计出的复杂不规则构型难以通过传统制造技术加工成型，然而增材制造技术基于逐层打印的方式可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零件。可见，拓扑优化设计和增材制造技术的结合有效促进现代制造业的发展。
1 增材制造与拓扑优化设计介绍
1.1增材制造
基于材料堆积法的一种高新制造技术，根据零件或物体的三维模型数据，通过快速成型设备，运用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料等可粘合材料，以分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来生成3D实体，大大降低了制造的复杂度。
1.2拓扑优化设计
拓扑优化是一种根据给定的负载情况、约束条件和性能指标，在给定的区域内对材料分布进行优化的数学方法，是结构优化的一种。结构优化可分为尺寸优化、形状优化和拓扑优化。
尺寸优化：以结构件外形或者孔洞形状为优化对象，比如凸台过渡倒角的形状等。
形状优化：是在已有薄板上寻找新的凸台分布，提高局部刚度。
拓扑优化：以材料分布为优化对象，通过拓扑优化，可以在均匀分布材料的设计空间中找到最佳的分布方案。拓扑优化相对于尺寸优化和形状优化，具有更多的设计自由度，能够获得更大的设计空间，最具发展前景。
2拓扑优化设计与仿真技术在增材制造应用优势
在机械产品拓扑优化设计，一方面可以帮助设计师根据产品的性能要求，在指定的设计空间内快速、准确的实现产品设计;另一方面，可以优化改善结构性能、减轻产品质量，对增材制造过程优化和性能验证，得到一种全新的设计方案。
而增材制造是可以制造相对复杂的零件，大大解放了结构设计师的思想束缚，不必过多考虑制造工艺的约束，突破现有设计极限对结构创新设计技术及快速试制技术限制，是优化后的设计方案转化为实际产品的重要途径。
3拓扑优化设计与仿真技术在增材制造案例应用
solidThinking Inspire采用Altair 先进的 OptiStruct 优化求解器，根据给定的设计空间、材料属性以及受力需求生成理想的形状，设计人员根据优化结果进行再设计和仿真验证。以某航空支架部件作为对象进行拓扑优化设计与仿真验证，如图1所示。
3.1支架初始强度分析
鉴于支架部件的安装连接状态及功能要求分析，其中材料为钛合金，材料属性：杨氏模量115000MPa、泊松比0.33、密度4500kg/m3、屈服應力1050MPa。在底部六孔进行固定约束，添加载荷工况如表1所示。
3.2拓扑结构优化
根据提供的边界条件对支架进行拓扑结构优化，指定设计空间、非设计空间、优化形状控制、添加载荷（约束和力），以刚度最大为优化目标，质量和厚度作为设计约束：
（1）3D打印的工艺可行性;
（2）优化后的质量，80%的减重;
（3）优化后的强度，分析得到拓扑优化结果：强度不超过材料的屈服应力，满足实际的强度需求。
3.3几何重构
根据支架拓扑优化结果进行几何重构，利用PolyNURBS手动拟合重构，将优化结果的网格重构成光顺外形，并将设计空间与非设计空间需要连接成一个整体的实体最终获得最终的轻量化设计模型。
3.4强度校核
对重构的支架模型再次进行强度分析评估，获得结果（包括最大位移，最大应力，安全系数），确保零件的最大应力值小于材料屈服应力。
3.5 3D打印制造过程仿真验证
在金属增材制造过程中，激光功率、扫描速度、层厚和扫描间距等工艺参数不合理都会影响最终打印件的质量。借助Inspire Print3D采用固有应变算法，可对重构的支架模型进行制造设计和过程仿真，优化减少材料使用量、打印时间和后处理工作，从而降低产品开发和增材制造成本。
选择了EOS M290作为打印平台，3D打印过程可视化仿真，并同时获得打印过程中温度及应力变化过程，从而实现对支架变形、开裂、翘曲等性能的预测和分析，为修正设计和优化打印工艺提供可靠依据。
4总结
增材制造的拓扑优化是先进设计与先进制造的有机融合，可推动机械产品的质量提升和性能优化，给机械行业带来革命性的改变。基于solidThinking Inspire软件对支架拓扑优化设计与仿真模拟分析，减轻支架重量，提高力学性能，模拟金属3D打印制造过程，能够在一定程度上降低工艺实验成本，摆脱了传统“试错”的增材制造模式，为复杂机械产品的增材设计与制造一体化过程提供了精确的参考依据。
参考文献：
[1] 黄世畅. 机械产品设计的结构优化技术应用策略研究 [J]， 山东工业技术，2017.10.
[2] 刘书田等. 拓扑优化与增材制造结合：一种设计与制造一体化方法 [J]. 航空制造技术.2017.05.
[3] 刘鸫根. 面向增材制造的机械产品拓扑结构优化设计与研究 [D]. 山东建筑大学.2019.04.
[4] 梁雄等. 面向增材制造的拓扑优化设计模块分析 [J]. 制造技术与机床.2021.05.
[5] Altair. 成图大赛轻量化设计大赛[R].ruilong@altair.com.2020.
[6] 梁健等. 拓扑优化在产品设计中的应用 [J]. 设计.2021.03.
作者：李华雄
摘要：三维打印具有狭义和广义两种概念，广义上的三维打印在国内外学术界和政府文件里被称为增材制造。文章还介绍了增材制造技术相关的多种制造工艺。
关键词：增材制造，三维打印
收稿日期：2013-07-15
作者简介：余前帆(1969—)，男，江西樟树人，硕士，全国科学技术名词审定委员会副编审，主要研究方向为计算机科学技术等。通信方式：yuqf@cnctstgovcn。
近来，3D打印这一名词频频出现在有关科技创新的新闻报道中，越来越多的读者开始注意到3D打印技术和3D打印机。这种数字化信息技术与新材料的结合，被西方媒体誉为将带来“第三次工业革命”的新技术，已经开始撼动传统的制造行业，必将催生以定制式数字制造为特征的新时代。为了使读者对3D打印技术有所了解，我们在这里对3D打印技术及相关名词和概念进行简要的介绍。
一三维打印概念的起源
从构词结构上看，3D打印是包含英文字母的汉语字母词，并不是一个规范的术语。它的英文全称为three dimensional printing(简称为3D printing或3DP)，中文名称应为三维打印，也有资料译作三维印刷。三维打印技术诞生于20世纪80年代的美国，中国从1991年开始研究三维打印技术，当时的名称叫快速原型技术(rapid prototyping，RP)，即开发样品之前的实物模型。
三维打印作为科技名词具有狭义和广义两种概念。狭义上的三维打印在业内专指快速成型制造的一种工艺，它是于20世纪80年代由美国麻省理工学院教授伊曼纽尔·萨克斯(Emanuel M Sachs)和他的学生保罗·威廉姆斯(Paul Williams)发明的。这种工艺的流程是，先铺好粉末，然后用喷墨打印机的方式喷出黏结剂，反复操作，最后打印出产品。
二广义的规范名称：增材制造
为便于快速原型制度技术的推广和公众的接受，业界把这一类基于离散——堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系，统称为三维打印，也就是广义上的三维打印，但是在国内外学术界和政府文件里则称为增材制造(additive manufacturing， AM;英文也曾写作material increase manufacturing，MIM)[1]。
通俗地讲，增材制造是相对传统制造业采用的减材制造而言的。减材制造就是通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削、去除，从而最终生产出成品。与减材制造方法正相反，增材制造是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，它将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，就好比用砖头砌墙，逐层增加材料，最终形成物件。它是一种“自下而上”的制造方法，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、庞大的机床、众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。从技术上说，增材制造技术具有数字制造、降维制造、堆积制造、直接制造、快速制造等五大技术特征①。增材制造技术的核心是数字化、智能化制造与材料科学的结合，它是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。
近二十年来，增材制造技术取得了快速的发展，早期出现过快速制造(rapid manufacturing， RM)、快速原型(rapid prototyping，RP)、快速原型制造(rapid prototype manufacturing， RPM)、分层制造技术(layered manufacturing technology，LMT)、实体自由制造(solid freeform fabrication， SFF)等不同的名称，从不同侧面表达了这一技术的特点。增材制造技术将会广泛应用在科学研究、航空航天、国防、医疗、建筑设计、产品原型、文物保护、制造业、食品、汽车制造、配件、饰品等领域。
三增材制造技术的工艺类型
增材制造技术结合了众多当代高新技术，包括计算机辅助设计、数控技术、激光技术、材料技术等，并将随着技术的更新而不断发展。自1986年出现至今，短短二十几年，世界上已有大约二十多种不同的成型方法和工艺，而且新方法和工艺不断地出现。三维打印机采用的增材制造技术的主要工艺有：立体光刻、分层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、激光工程化净成型、无模铸型制造和三维打印等。
立体光刻(stereo lithography， SLA)，也有资料译成光固化、光造型。这种工艺是由美国的查尔斯·赫尔(Charles Hull)于20世纪80年代发明，1986年美国3D Systems公司推出商品化样机SLA1，这是世界上第一台快速原形系统。其工艺过程是以液态光敏树脂为材料充满液槽，由计算机控制激光束跟踪层状截面轨迹，并照射到液槽中的液体树脂，而使这一层树脂固化，之后升降台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂，然后再进行新一层的扫描，新固化的一层牢固地黏在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到一个三维实体模型。该工艺的特点是原型件精度高，零件强度和硬度好，可制出形状复杂的空心零件，生产的模型柔性化好，可随意拆装，是间接制模的理想方法。缺点是需要支撑，树脂收缩会导致精度下降，另外树脂有一定的毒性而不符合绿色制造发展趋势等[2]。
分层实体制造(laminated object manufacturing， LOM)，也有资料译成叠层实体制造。这种工艺由美国Helisys公司的迈克尔·费金(Michael Feygin)于1986年研制成功。其工艺原理是根据零件分层几何信息切割箔材和纸等，将所获得的层片黏结成三维实体。其工艺过程是首先铺上一层箔材，如纸、塑料薄膜等，然后用激光在计算机控制下切出本层轮廓，非零件部分全部切碎以便于去除。当本层完成后，再铺上一层箔材，用滚子碾压并加热，以固化黏结剂，使新铺上的一层牢固地黏结在已成型体上，再切割该层的轮廓，如此反复直到加工完毕，最后去除切碎部分以得到完整的零件。该工艺的特点是工作可靠，模型支撑性好，成本低，效率高。缺点是前、后处理费时费力，且不能制造中空结构件。由于该工艺材料仅限于纸或塑料薄膜，性能一直没有提高，因而逐渐走入没落，大部分机构已经或准备放弃该工艺。
选择性激光烧结(selective laser sintering，SLS)，也有资料译成激光选区烧结。这种工艺最早由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的研究员德卡德(CR Dechard)于1989年研制成功。该工艺常采用的材料有金属、陶瓷、ABS塑料等材料的粉末作为成型材料。其工艺过程是先在工作台上铺上一层粉末，在计算机控制下用激光束有选择地进行烧结，被烧结部分便固化在一起构成零件的实心部分。一层完成后再进行下一层，新一层与其上一层被牢牢地烧结在一起。全部烧结完成后，去除多余的粉末，便得到烧结成的零件。该工艺的特点是材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、金属、蜡等材料的零件。
熔融沉积成型(fused deposition modeling，FDM)，也有资料译成混合沉积建模、熔融挤出成型。这种工艺由美国学者在1988年首次提出，美国Stratasys公司在1992年开发推出第一台商业机型。其工艺过程是以热塑性成型材料丝为材料，材料丝通过加热器的挤压头熔化成液体，由计算机控制挤压头沿零件的每一截面的轮廓准确运动，使熔化的热塑材料丝通过喷嘴挤出，覆盖于已建造的零件之上，并在极短的时间内迅速凝固，形成一层材料。之后，挤压头沿轴向向上运动一微小距离进行下一层材料的建造。这样逐层由底到顶地堆积成一个实体模型或零件。该工艺的特点是使用、维护简单，制造成本低，速度快，一般复杂程度原型仅需要几个小时即可成型，且无污染[3]。
激光工程化净成型(laser engineered net shaping，LENS)，也有资料译成激光近形制造技术或者激光近净成型技术。这种工艺是由美国Sandia国立实验室首先提出的。它将选择性激光烧结工艺和激光熔覆工艺(laser cladding)相结合，快速获得致密度和强度均较高的金属零件。选择性激光烧结工艺如前所述。激光熔覆工艺是利用高能密度激光束将具有不同成分、性能的合金与基材表面快速熔化，在基材表面形成与基材具有完全不同成分和性能的合金层的快速凝固过程。激光工程化净成型工艺既保持了选择性激光烧结技术成型零件的优点，又克服了其成型零件密度低、性能差的缺点[4]。
无模铸型制造(patternless casting manufacturing，PCM)是由清华大学激光快速成型中心于1997年开发研制。其工艺过程是首先从零件计算机辅助设计(CAD)模型得到铸型CAD模型。通过计算机分层得到截面轮廓信息，再以层面信息产生控制信息。造型时，第一个喷头在每层铺好的型砂上喷射黏结剂，第二个喷头再沿同样的路径喷射催化剂，两者发生胶联反应，一层层固化型砂而堆积成型。在得到的砂型的内表面涂敷或浸渍涂料之后就可用于浇注金属。该工艺的特点是制造时间短，无需木模，一体化造型，型和芯同时成型，可制造含自由曲面、曲线的铸型[5]。
三维打印工艺，即上文所说的由伊曼纽尔·萨克斯教授等人发明的一种快速原型制造工艺。三维打印工艺与选择性激光烧结工艺类似，采用粉末材料成形，如陶瓷粉末、金属粉末。所不同的是材料粉末不是通过烧结连接起来的，而是通过喷头用黏结剂(如硅胶)将零件的截面“印刷”在材料粉末上面。具体工艺过程如下：上一层黏结完毕后，成型缸下降一个距离，供粉缸上升一高度，推出若干粉末，并被铺粉辊推到成型缸，铺平并被压实。喷头在计算机控制下，按照下一个建造截面的成型数据有选择地喷射黏结剂建造层面。如此周而复始地送粉、铺粉和喷射黏结剂，最终完成一个三维粉体的黏结。未被喷射黏结剂的地方为干粉，在成形过程中起支撑作用，成形结束后易于去除[6]。
四三维打印技术的延伸：四维打印
当人们正在为三维打印技术感到惊叹的时候，科研人员紧接着又推出了四维打印技术。2013年2月在美国洛杉矶举办的“2013科技、娱乐、设计大会”上，来自美国麻省理工学院自我组装实验室的斯凯勒·蒂比茨(Skylar Tibbits)向人们展示了四维打印技术。
四维打印(four dimensional printing，4DP)，俗称4D打印。四维打印是由麻省理工学院与三维打印技术的领先企业Stratasys公司的教育研发部门合作研发的，是一种无需打印机器就能让材料快速成型的革命性新技术。所谓第四维度指的是时间，就是在三维打印的基础上增加时间元素。人们可以通过计算机软件设定模型和时间，让物体随着时间的推移自我进行变化，按照产品的设计自动变形成相应的形状。四维打印的关键材料是记忆合金，准确地说，四维打印是一种能够自动变形的材料，直接将设计内置到物料当中，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动折叠成相应的形状。与之前三维打印概念相比，四维打印具备更大的发展前景。
注 释：
① 参见张人佶2013在山西新产业革命国际论坛——数字制造、能源互联网和高性能计算的发言《增材制造的技术特征及发展潜力》。
参 考 文 献
[1]林峰，牛禄青3D打印“真面目”[J]新经济导刊，2013(4)：38-42
[2]洪啸吟，孟怀东，阴金香立体光刻技术[J]感光科学与光化学，1997，15(3)：276-286
[3]张慧杰，胡国清，刘文艳，等快速原型技术研究综述[J]机械，2004，31(6)：1-7
[4]尚晓峰，刘伟军，王天然，等激光工程化净成形技术的研究[J]工具技术，2004，38(1)：22-25
[5]智造网无模铸型制造技术(PCM)——制作大型铸件的快速成型工艺[EB/OL](2012-11-09) http：//wwwidnovocomcn/special/2012/1109/article_1293html
[6]胡迪·利普森，梅尔芭·库曼3D打印：从想象到现实[M]赛迪研究院专家组，译北京：中信出版社，2013：79-85
作者：余前帆
摘 要：3D打印技术(又名增材制造技术)是一项日趋成熟的数字化成型技术，许多行业积极发展3D打印技术的结合利用。本文概述了3D打印技术及其在教育教学中的应用现状，分析了铸造专业特点和3D打印技术应用于铸造教学的作用，以教学实例的方式探索了3D打印技术融入铸造实践教学的方式方法。
关键词：3D打印;铸造实训;识图;教学
《教育部党组关于教育系统学习贯彻总书记教师节重要讲话精神的通知》中指出，引导支持广大教师“善于运用新技术提高教学设计、教学实施、教学评价的专业能力”、“始终为学生提供最有效的指导和最好的教育”。笔者在高职铸造教学中进行了增材制造技术的应用探索与实践，有效解决了高职铸造学生在校学习积极性不高、教师教学效果不好的问题。
一、研究意义和背景
铸造是一门工程性很强的专业。在学习机械制图、材料成型原理等理论先修课程时，需要很多实体的教具(如机械零部件或模型)来进行演示，而实际上很多学校由于经费的原因，教具数量极为有限且更新慢，使教师在讲解知识时有无米之炊的尴尬。在进行砂型铸造生产实训、特种铸造生产实训等实践课程时，铸造实训车间工作环境较差，使铸造专业的学生产生一种失落感，学生的学习积极性受挫。通过丰富教具和教学形式，可以有效解决上述环节的困境。
3D打印技术起源于上世纪八十年代，经过三十年的发展，这项快速成形技术取得了长足的发展，能够利用多种材料打印出精度较高的产品，开始在各个行业发挥作用。近年来，3D打印已成为一项热门的技术，在全世界范围内掀起了一场3D打印的学习和应用热潮[1]。为了激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性，增强学生的动手能力和创新思维，许多发达国家已经进行了3D打印技术应用于教育事业的探索，欧美一些学校设立了3D打印相关教育基金，购买3D打印设备开展教学试点。在我国，3D打印技术也于近几年走进了校园，部分学校开始有了3D打印相关课程[2]。随着3D打印技术的学习和应用热潮日渐升温，该技术必将得到不断提升，其设备与打印材料的价格必然呈逐渐降低的趋势，为3D打印机走进越来越多的校园，走向课堂创造了现实条件。
二、探索与实践
3D打印区别于传统的“模具―毛坯―机加工”等模式的“减材制造”技术，通过材料的逐层堆积方式来构造物体，又被称作“增材制造”技术，它以数字模型文件为基础、粉末状金属或塑料等可粘合材料为打印原料，具有节约材料、高效率和自由化设计等优点，被称作是一项革命性技术，是“第三次工业革命”到来的重要标志[3]。
目前，主流的3D打印技术有：熔融沉积造型技术(FDM)、光固化立体造型技术(SLA)、薄材叠层成型技术(LOM)、选择性激光烧结技术(SLS)、三维喷涂粘成型技术(3DP)等，其中FDM技术，操作简便，生产成本低，应用最为广泛。[4]
1.3D打印在机械制图中的应用
机械制图作为铸造专业的先修课程，目的是使学生增强识图制图能力。识图制图能力的增强依赖于多看、多想以建立空间思维，这就要求学校拥有足够数量的教具，如各类金属零部件、塑料模型等，而许多学校由于教学经费的限制，拥有的教学用模型数量有限，特别是复杂零部件模型(价格较贵)很缺乏，且很少更新。教师只能利用少量的简单模型进行讲解，大大限制了学生识图能力的提升。在工作后遇到的零部件图纸各式各样，有很多会比较复杂，铸造专业的学生往往难以很快适应。
3D打印的一大优势就是可以快速地打印出形状与结构复杂的模型，若选择合适的材料，打印成本也较低。如果将3D打印机引入课堂，可以在低成本的条件下，大大丰富教具的种类和数量，并且可以随时增补新式零部件模型，可极大提升学生的见识和空间想象力，使学生将来进入工作岗位后能够快速适应，同时也使教师讲课时有更多的、更复杂的教具辅助，事半功倍。
2.3D打印在特种铸造生产实训中的应用
无论是砂型铸造生产实训、特种铸造生产实训，为了验证学生工艺设计质量，都应该先制造出学生工艺设计的模样，然后才能进行造型、浇注。但这无论是从时间还是经济上讲都是难以实现的。以下是结合了3D打印进行的新型特种铸造生产实训流程图。
如图1所示，当学生进入铸造生产实训阶段后，首先由教师布置生产任务，向学生讲解任务大致流程，学生自由组合成立研究小组，分析任务产品特点，完成铸造工艺方案的制定。学生在教师的辅助下完成3D打印机软、硬件学习，开始产品试制，通过三维建模导出STL格式文件输入3D打印机，打印出3D模型，以三维模型的尺寸为基准对3D打印模型进行尺寸检测，若合格则进入熔模铸造后续流程，若不合格，分析尺寸超差的原因，返回上一步，对三维模型进行检查、对3D打印参数进行调整，再次打印模型。利用合格的3D打印模型进行熔模铸造生产，得到铸件，对铸件进行尺寸和缺陷检测，合格则得到铸件成品，不合格则利用检测数据对铸件结构和铸造工艺进行优化，用优化后的方案返回到三维建模步骤进行产品再试制。
以上流程中通过3D打印技术的引入免去了模样的加工周期，进行该试生产的时间可缩短为2至4周，与高职院校铸造生产实训周期较为吻合;又省去了制作模样的费用，节约了成本。
3.3D打印技术融入铸造教学的其他积极作用
3D打印技术给铸造领域注入了创新动力，各地、各院校可以利用铸造与3D打印技术相结合开展创新创业活动，如基于3D打印技术的新型铸造工艺方法设计比赛和铸造工艺品创意制作比赛等，为学生积极创造实战机会，提高学生理论联系实际及开拓创新的能力，同时通过竞赛与奖励的方式提升铸造专业学生的行业荣誉感。
三、结束语
在理论教学中引入3D打印，实现了教师教具的极大丰富，教学效果得到改善，学生识图水平显著提高;在铸造生产实训中引入3D打印，加强了学生在实训教学中的主动参与度，挖掘了学生自主分析、专研的能力和兴趣。学生成立了研究小组，进行了产品试生产，不仅使其切身体会了铸造生产的真实流程，得到了“岗前培训”，而且培养了团队协作精神。迎着3D打印技术的发展热潮，各教育机构应该积极研究并扩展3D打印在多学科教学上的应用范围，利用此类人工智能化技术为教育教学带来更多革新性的变化。
参考文献：
[1]傅骏，王泽忠，方辉.3D打印技术及其在铸造中应用现状与发展展望[J].中小企业管理与科技，2014(9)：299-300.
[2]朱阁，莫蔚靖.3D打印技术在教学中的应用与探索[J].价值工程，2015(32)：178-181.
[3]童宇阳.3D打印技术在中小学教学中的应用研究[J].现代教育技术，2013，23(12)：16-19.
[4]王嘉.3D打印技术及其发展现状[J].包头职业技术学院学报，2015，16(2)：18-20.
(作者单位：曾舟：四川工程职业技术学院，四川大学;傅骏：四川工程职业技术学院，四川大学;吴代健：四川工程职业技术学院;蔺虹宾：四川工程职业技术学院)
附件6 “增材制造与激光制造”重点专项 2018项目申报指南建议
为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《中国制造2025》等提出的任务，国家重点研发计划启动实施“增材制造与激光制造”重点专项。根据本专项实施方案的部署，现提出2018项目申报指南建议。
本重点专项总体目标是：突破增材制造与激光制造的基础理论，取得原创性技术成果，超前部署研发下一代技术;攻克增材制造的核心元器件和关键工艺技术，研制相关重点工艺装备;突破激光制造中的关键技术，研发高可靠长寿命激光器核心功能部件、国产先进激光器，研制高端激光制造工艺装备;并实现产业化应用示范;到2020年，基本形成我国增材制造与激光制造的技术创新体系与产业体系互动发展的良好局面，促进传统制造业转型升级，支撑我国高端制造业发展。
本重点专项按照“围绕产业链，部署创新链”的要求，从增材制造与激光制造的基础理论与前沿技术、关键工艺与装备、创新应用与示范三个层次，围绕增材制造与激光制造两个方向，共部署10个重点研究任务。专项实施周期为5年(2016-2020年)。
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考核指标：单电子枪功率不小于3kW，最小束斑直径200μm;扫描范围不小于400mm400mm，精度优于100μm;电子枪系统无故障工作时间大于200小时;在电子束增材制造装备中得到应用验证。
1.3面向增材制造的模型处理以及工艺规划软件系统(重大共性关键技术类)
研究内容：适用于各种增材制造技术的普适性数字模型处理方法;针对数字模型的高效切片算法;增材制造典型结构件的高效路径规划算法;工艺仿真优化工具软件。
考核指标：建立普适性的模型处理软件，可自动生成不少于5种工艺支撑和不少于5种点阵结构;GB级数字模型切片时间不大于30分钟;适用于3种以上主流增材制造工艺的高效路径规划算法，能够自动识别增材制造模型工艺特征不少于5种，GB级数字模型自动工艺路径规划时间不大于1小时;开发不少于三种以上主流增材制造工艺(包括金属和非金属)的仿真优化工具软件。
1.4高负载旋转件增材制造技术与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：针对动力、能源等领域的叶片、叶盘、叶轮等高负载(高转速与高温)旋转件的增材制造需求，研究：基于增材制造的旋转件结构优化设计方法;旋转件增材制造工艺特性及组织和性能调控技术;高预热温度激光选区熔化增材制造装备;增材制造旋转件后续热处理、精整加工、检
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用研究。
考核指标：设备加工尺寸不小于300300300mm，制作精度不低于0.05mm;满足制造工艺的可降解材料5种以上，制作过程满足植入物安全规范，产品通过安全性评价，符合外科植入物国家/行业标准;植入物降解后达到组织的功能再生，临床试验 40例以上。
1.7 多细胞精准3D打印技术与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：多细胞体系的3D打印设备和细胞存活维持系统;细胞与基质材料一体化的生物打印墨水体系;以复杂人体组织和器官为对象的药物模型和动物试验研究。
考核指标：设备加工尺寸不小于300300200mm，保证85%以上细胞存活不小于10天;满足打印工艺的细胞材料(生物墨水)10种以上，材料与设备达到生物安全标准，药物和动物实验各20例以上;建立多组织与器官的打印工艺规范，满足国家生物医学安全相关规范或标准。
1.8高性能聚合物材料医疗植入物增材制造技术(重大共性关键技术类)
研究内容：聚醚醚酮等高性能聚合物材料医疗植入物增材制造技术;适用医疗植入要求的聚合物材料增材制造材料体系;增材制造聚合物医疗植入物临床试验应用。
考核指标：制作精度优于0.05mm，达到医疗植入标准的聚合物材料(粉料或线材)4种以上;制件拉伸力学性能
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术，建立增材制造金属零件结构特征、材料组织、应力状态与电化学精整加工的工艺匹配关系。
考核指标：最终制造件单方向尺寸不小于500mm，尺寸精度优于±0.05mm，表面粗糙度优于Ra 1.6μm;同等加工精度条件下整体制造效率较采用铣削方法精整加工提高3倍以上(以镍基高温合金为参考);具备成形加工空间曲面、凸台、孔等复杂结构的能力;建立相关的标准与规范，实现钛合金、高温合金等典型产品在国家重大工程中应用。
1.11在传统制造结构件上增材制造精细结构(重大共性关键技术类)
研究内容：针对现有金属增材制造技术难以兼顾高效率和低成本制造的瓶颈问题，研究：在锻件上增材制造局部精细结构;在机械加工件上增材制造局部精细结构;在铸件上增材制造局部精细结构。
考核指标：可在包括镍基高温合金、钛合金、铝合金和钢类合金的传统制造结构件上增材制造精细结构;复合制造的整体结构件不低于原件的综合力学性能;较传统制造方法效率提升一倍，成本降低30%以上;建立相关的工艺数据库和标准与规范。
1.12金属增材制造的高频超声检测技术与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：不同时、空调制下，超声激励方法在金属增材制件中激发超声的作用机理和规律;增材制造的材料组
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研究内容：针对国产大型客机高强铝合金结构件，研究：基于增材制造工艺的大型客机结构件优化设计方法;批量化增材制造的工艺稳定性和性能评价;基于增材制造工艺的专用高强铝合金设计许用值;民机适航条款符合性验证方法以及可靠性评价方法;基于增材制造的大型客机“材料-设计-工艺-检测-评价”全流程技术体系。
考核指标：建立满足适航审定要求的整套制造工艺、材料及评价体系文件;在保持同等刚度并满足相关服役要求的基础上相对传统制造方案实现减重10%，制造周期缩短20%;使用增材制造技术批量生产典型铝合金零件并装机应用，零件的主要性能离散度小于5%;应用国内自主研发的增材制造装备与技术成果。
1.15增材制造支撑动力装备设计、制造和维修全流程优化的应用示范(应用示范类)
研究内容：针对航空发动机和燃气轮机等动力装备，研究基于增材制造的创新设计、快速研发、高性能制造和快速维修全流程优化技术，并进行应用示范，包括：面向系统级、性能优先的功能集成化设计;新产品研发的快速迭代技术;高性能、高效率和经济可行的增材制造技术;高性能快速外场维修技术。
考核指标：建立动力装备系统级架构到典型功能部件的基于增材制造的创新设计方法、标准规范、制造工艺数据库及评价体系，形成轻重量、高性能、长寿命、高可靠、集约
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期长的问题，开展增材制造整体结构陶瓷铸型(模壳与型芯一体化增材制造)的应用示范研究，包括：陶瓷铸型结构设计;陶瓷材料优化设计;陶瓷铸型的增材制造;增材制造陶瓷铸型熔模精密铸造全流程工艺技术;陶瓷型高温性能、精度、制造效率与成本的综合评价;在国家重大工程任务中开展应用示范。
考核指标：1500℃铸型抗弯强度≥15MPa，成形相对精度优于0.2%;实现复杂结构高性能零件精密铸造，铸件不合格率相对于传统技术降低50%;实现国家重大工程任务中5种以上关键铸件的示范应用;应用国内自主研发的增材制造装备与技术成果。
1.18高性能聚合物零部件增材制造技术的应用示范(应用示范类)
研究内容：针对航空航天、汽车、船舶等领域高性能复杂结构聚合物零部件的制造需求，在优化设计、高性能聚合物材料、增材制造装备、工艺、环境适用性和环保性、性能检测与质量评价方法等方面开展系统的增材制造示范应用，实现显著缩短制造周期，降低制造成本的产业化应用目标。
考核指标：零部件制作精度和性能满足工程应用要求，单件制造周期相对于传统制造工艺缩短80%，材料节省50%，综合成本降低20%;建立4-5种应用材料体系、制造工艺规范和质量评价标准;100种以上零部件进入工程应用;应用国内自主研发的增材制造装备与技术成果。
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1.21个性化医学假肢与肢具的增材制造应用示范(应用示范类)
研究内容：以假肢、肢具、矫正器等个性化康复与治疗为目标，进行增材制造技术应用示范，建立三维测量和个性化设计、增材制造、适用评估和临床应用系统。
考核指标：相对现有技术制造时间缩短50%以上，成本降低50%以上;建立制作和医疗应用规范，产品符合相关标准并获得市场准入，在5个医院建立应用示范单位，个性化应用案例200例以上; 应用国内自主研发的增材制造装备与技术成果。
1.22 个性化医疗功能模型3D打印技术应用(应用示范类) 研究内容：开展复杂人体组织器官手术规划和技能培训的3D打印功能模型应用示范，显著提高人体复杂模型3D打印的色彩精准性、影像对比度、质感及功能拟人化程度，推动多组织器官功能模型的大规模应用。
考核指标：应用功能模型15种以上，功能材料20种以上，缩短手术时间2/3以上;应用案例1000例以上，培训500人以上;建立人体组织功能模型材料与工艺规范、质量控制规范;应用国内自主研发的增材制造装备与技术成果。
2.激光制造
2.1飞秒激光精密制造应用基础研究(基础前沿类) 研究内容：面向信息、新能源、交通、医疗等领域中的国家重大需求和国民经济主战场中核心结构关键制造挑战，
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2.3微纳结构激光跨尺度制造工艺与装备(共性关键技术) 研究内容：研究激光与材料相互作用的物质瞬态弛豫过程，探索激光诱导自组干涉微纳结构的调控机制，研究微细结构、功能阵列微孔高效制造、减阻功能微结构制造新方法，突破宏-微-纳跨尺度激光纳米级加工中运动基准与驱动系统存在的耦合干扰问题，攻克光束零位漂移补偿与激光器参数优化控制等关键技术，开发成套装备。
考核指标：瞄准航空航天高速飞行器、电子制造等领域，研制1类激光微结构跨尺度制造装备;最小线宽≤20nm，实现三维光子集成器件制造;实现减反功能阵列微群孔制造，透过率增加量≥10%;实现减阻面积≥1000cm2微纳结构功能表面制造，阻力系数减小≥10%。实现不少于3类具有重大应用前景的跨尺度微纳功能器件制造。
2.4基于衍射光学元件的激光并行制造工艺及装备(重大共性关键技术类)
研究内容：探索激光与纤维类复合材料的相互作用机理，研究基于衍射光学元件的激光并行制造新方法，研究并行激光加工智能监测及反馈系统，研究激光并行制造成套装备技术。
考核指标：瞄准交通运输、能源以及电子制造等领域，优先采用国产激光器，开发不少于2类高端激光并行制造装备，分光光束大于20束，加工精度优于10μm，各并行光束能量稳定性优于1%，进行工程应用。
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量要求的激光焊接工艺、激光焊接机理与焊缝的主要失效行为、激光焊缝跟踪定位技术及焊接变形控制技术，研究高可靠性成套装备技术。考核指标：研制不少于3类激光焊接成套设备和焊接工艺。大型薄壁构件连续焊缝长度≥3500mm，厚度≤0.8mm，焊接变形量≤±0.1mm，焊缝性能满足相关行业具体要求，建立焊接工艺数据库，形成工艺规范和标准，在核电、航空、高铁、船舶等领域，进行不少于20台套激光焊接的示范应用。
2.8厚板、中厚板激光焊接技术应用示范(应用示范类) 研究内容：针对厚板(厚度≥70mm)、圆周中厚板(厚度≥8mm)金属管材，探索激光焊接和激光电弧复合焊接新方法，设计集激光焊与电弧焊于一体的复合焊炬;研究焊缝缺陷形成机理及其检测与控制技术、热应力调控技术、焊接精度控制技术，以及激光/电弧复合焊接系统的运动控制技术。完成系统激光器起停及输出功率的变化、弧焊参数的变化等控制任务，研究高可靠性成套装备技术。
考核指标：研制不少于2类激光焊接、激光复合焊接成套设备与焊接工艺。厚板连续焊缝长度≥5000mm，圆周中厚板焊缝长度≥2000mm;对完成圆周中厚板的激光电弧复合焊焊缝进行力学性能试验，满足API 1104要求。建立工艺规范和标准。并在核电、航空航天、交通运输、能源、海洋、石油化工等领域内，进行不少于20台套的示范应用。
2.9 激光金属制孔技术应用示范(应用示范类)
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附件 无源植入性骨、关节及口腔硬组织个性化增材 制造医疗器械注册技术审查指导原则 为了更好地推动和规范个性化增材制造医疗器械的创新发展，指导申请人进行个性化增材制造医疗器械产品的注册申报，同时也为医疗器械监督管理部门对注册申报资料的审评提供技术参考，特制定本指导原则。
本指导原则是对无源植入性骨、关节及口腔硬组织个性化增材制造医疗器械产品注册申报资料的一般要求。申请人应当根据产品的特性确定本指导原则各项要求的适用性，并依据产品的特性对注册申报资料的内容进行充实和细化。
本指导原则是对申请人和审查人员的指导性文件，但不包括注册审批所涉及的行政事项，亦不作为法规强制执行。如果有能够满足相关法规要求的其他方法，也可以采用，但是需要提供详细的研究资料和验证资料。应当在遵循相关法规和标准的前提下使用本指导原则。
本指导原则是在对现行法规、标准体系，以及当前个性化增材制造医疗器械技术和管理科学认知水平下制定。随着法规和标准的不断完善，以及技术和监管科学的不断发展，监管部门将对本指导原则的内容进行更新和修订。
一、适用范围 (一)本指导原则适用于可以实行注册管理的个性化增材制造医疗器械，应当同时满足以下要素：
1.适用于骨、关节、口腔硬组织无源植入性医疗器械;
2.个性化设计适用于特殊病损情况和/或适配特殊解剖结构;
3.全部或部分通过增材制造加工工艺实现。
(二)属于“定制式医疗器械”的情形，应当按照《定制式医疗器械监督管理规定(试行)》要求管理。
(三)属于下列任何一项的，由于未涵盖所有风险，仅可部分参考本指导原则的要求：
1.适用于除骨、关节、口腔硬组织外的其他医疗器械;
2.满足“个性化设计”和/或“增材制造加工工艺”，但不满足 “无源植入性”的医疗器械;
3.含有药物成分、细胞、组织等生物活性物质的生物3D打 印等特殊设计的医疗器械。
二、技术审查要点 (一)产品名称 应当符合《医疗器械通用名称命名规则》(国家食品药品监督管理总局令第19号)相关要求。
(二)产品结构与组成 描述产品各组成部分材料的化学成分及比例。如适用，应当明确产品化学名称、牌号及符合标准。
描述产品结构组成、结构特征并论证结构、形态设计的合理性。提供图示说明描述产品与人体接触部位的界面结构和连接方式。
(三)型号规格 描述产品各型号的关键尺寸参数(范围)和允差。明确型号规格的划分原则。
(四)产品工作原理/作用机理 如适用，描述产品工作原理/作用机理。
(五)注册单元划分原则和实例 申报产品主要组成部分的增材制造材料、工艺、关键性能指标、适用范围不同的产品应当划分为不同的注册单元。其他情形可参考《医疗器械注册单元划分指导原则》和其他技术审查指导原则的相关要求。
(六)产品适用的相关标准 包括但不仅限于表1所列出的相关标准(注：本指导原则中标准适用最新版本，下同)。
表1 相关产品标准 标准编号 标准名称 YY/T 0316-2016 《医疗器械 风险管理对医疗器械的应用》 ISO 17296-2:2015 Additive manufacturing -- General principles -- Part 2: Overview of process categories and feedstock ISO 17296-3:2014 Additive manufacturing -- General principles -- Part 3: Main characteristics and corresponding test methods ISO 17296-4:2014 Additive manufacturing -- General principles -- Part 4: Overview of data processing ASTM F2924-12 Standard Specification for Additive Manufacturing Titanium-6 Aluminum-4 Vanadium with Powder Bed Fusion ASTM F3001-14 Standard Specification for Additive Manufacturing Titanium-6 Aluminum-4 Vanadium ELI(Extra Low Interstitial)with Powder Bed Fusion ASTM F3091/F3091M-14 Standard Specification for Powder Bed Fusion of Plastic Materials ASTM F3049-14 Standard Guide for Characterizing Properties of Metal Powders Used for Additive Manufacturing Processes ISO/ASTM 52921:2013 Standard terminology for additive manufacturing -- Coordinate systems and test methodologies ISO/ASTM 52915:2016 Specification for additive manufacturing file format(AMF)Version 1.2 ISO/ASTM 52901:2017 Additive manufacturing -- General principles -- Requirements for purchased AM parts ISO/ASTM 52900:2015 Additive manufacturing -- General principles – Terminology (七)产品适用范围/预期用途 描述产品具体的使用部位、适用人群、使用情形、适应症和禁忌症、预期使用环境。明确操作该产品应当具备的技能/知识/培训。说明预期与申报产品配合使用的医疗器械的型号规格。
(八)产品风险分析资料 根据YY/T 0316-2016《医疗器械 风险管理对医疗器械的应用》，充分识别产品的个性化设计、原材料采购、生产加工过程、产品包装、灭菌、运输、贮存、使用等产品生命周期内各个环节的安全特征，从生物学危险(源)、环境危险(源)、有关使用的危险(源)、功能失效、能量危险(源)(若涉及)、老化及存储不当引起的危险(源)等方面，对产品进行全面的风险分析，并详述所采取的风险控制措施。
提供产品上市前对其风险管理活动进行全面评审所形成的风险管理报告，此报告旨在说明并承诺风险管理计划已被恰当地实施，并经过验证后判定综合剩余风险是可接受的，已有恰当的方法获得产品设计、制造、出厂后流通和临床应用的相关信息。
风险管理报告应当包括风险分析、风险评价、风险控制等产品风险管理的相关资料，至少应当包括产品安全特征清单、产品可预见的危害及危害分析清单(说明危害、可预见事件序列即危害成因分析)、危害处境和可能发生的损害之间的关系、风险评价、风险控制措施以及剩余风险评价汇总表。
(九)产品的研究要求 至少应当包含如下内容：
1.材料表征 结合材料属性和工艺流程，分别表征打印前、打印后和终产品材料的化学成分和组成、微观结构、力学性能等，明确各项性能指标的符合标准。
2.产品结构和机械性能 表征产品的结构。例如采用体视学方法、Micro-CT等表征3D打印多孔结构，明确关键特征参数，如孔单元形态、孔径大小及其分布、丝径、孔隙率、平均孔隙截距、孔隙渐变梯度、内部连通性、多孔结构的厚度等。
根据医疗器械的材料属性和预期用途，应当进行产品动静态力学性能测试，如刚度、屈服强度、极限强度、蠕变/粘弹性、疲劳和磨损等。个性化增材制造产品可以采用与传统制造工艺产品相同的测试方法，可根据产品适用的相关指导原则、标准要求确定需要的功能试验项目、试验方法。
应当使用等效模型进行机械试验。等效模型应当与申报产品经过所有相同的打印、打印后处理、清洗、灭菌等工艺步骤，且满足临床预期的结构和尺寸要求。提供等效模型确定的合理性论证，如使用3D计算机模拟(如有限元分析)等方法。
3.生物相容性 申报产品的生物相容性评价应当按照GB/T 16886.1—2011《医疗器械生物学评价 第1部分：风险管理过程中的评价与试验》中的系统方法框图及《国家食品药品监督管理局关于印发医疗器械生物学评价和审查指南的通知》(国食药监械〔2007〕345号)中的审查要点进行风险评价，在缺乏相关数据时，应当进行必要的生物相容性试验。
4.清洗和灭菌 清洗工艺验证和灭菌工艺验证应当根据产品特点选择最差情况，如清洗工艺验证中考虑材料残留，灭菌工艺验证中考虑表面积、孔隙率、孔径等影响微生物负载的因素。论证清洗验证方法的有效性，必要时应当采用破坏性试验对其清洗方法进行验证。考虑到增材制造工艺的复杂性，其多孔结构的清洗工艺验证应当由注册申请人完成。
对于经辐照灭菌的产品，需明确辐照剂量及相关的验证报告，具体的剂量确定依据可参照GB 18280系列标准。对于经环氧乙烷灭菌的产品，需提供灭菌结果确认和过程控制报告，具体可参照GB 18279系列标准。对于经湿热灭菌的产品，需提供灭菌工艺参数及验证报告，具体可参考GB 18278系列标准。
对于非灭菌包装的终产品，应当明确推荐采用的灭菌方法并提供确定依据，建议参考WS310.2-2016《医院消毒供应中心 第2部分：清洗消毒及灭菌技术操作规范》。采用其他灭菌方法的应当提供方法合理性论证和工艺确认及过程控制报告。
5.产品有效期和包装 申报产品应当参照现行有效的《无源植入性医疗器械货架有效期注册申报资料指导原则(2017年修订版)》(国家食品药品监督管理总局通告2017年第75号)提供产品货架有效期的验证资料。货架有效期验证资料中需要明确灭菌产品的包装材料、包装工艺及方法、加速老化试验或/和实时老化试验报告。加速老化试验中应明确试验温度、湿度、加速老化时间的确定依据。老化试验后需要对包装完整性和包装强度的评价试验，如染色液穿透试验、气泡试验、材料密封强度试验、模拟运输等。若申请人提供其他医疗器械产品的货架有效期验证资料，则应当提供其与本次申报产品在原材料、灭菌方法、灭菌剂量、包装材料、包装工艺、包装方式及其它影响阻菌性能的因素方面具有等同性的证明资料。不同包装、不同灭菌方式的产品应当分别提供验证资料。
对于非灭菌产品，货架有效期的确定应当建立在科学试验的基础上，如稳定性试验，其目的是考察产品在温度、湿度、光线的影响下随时间变化的规律，为产品的生产、包装、贮存、运输条件提供科学依据，同时通过试验建立产品的有效期。因此，申请人在申报产品注册时应当提供产品有效期的验证报告及内包装材料信息。
个性化医疗器械的有效期还应当满足临床交付时限的要求。
6.动物实验 6.1实验设计原则 如无法论证申报产品的关键性能指标(如理化性能、多孔结构特征等)、适用范围与境内已上市产品具有一致性，可以使用适当的动物模型对产品性能进行临床前评价。以观察多孔结构产品骨整合效果为例，临床前动物实验的设计应当考虑如下几个方面：
6.1.1动物模型的选择：选择的动物模型应当能代表该产品的适用范围/适应症、推荐使用的解剖部位、与内固定和/或外固定器械配合使用、产品特有的使用方法。动物模型的设计需考虑动物骨骼自身修复能力对实验结果的影响。动物模型应当选择骨骼成熟的动物。动物模型使用遵循预期用途的近似原则。
6.1.2实验分组：实验设计应当进行合理分组，注意设置全面的对照组，以确保结果的科学性。可包括实验组、同类产品对照组、假手术组。
6.1.3对照样品的选择：可选用境内已上市同类产品作为同类产品对照组的样品，建议对照样品的形状、尺寸、适用范围与实验样品近似。
6.1.4观察期的选择：应当根据产品预期用途(如骨整合情况)设置观察时间点，通常需设置多个观察时间点。
6.1.5观察指标的选择：根据实验目的和产品设计特征，在各观察时间点选择合理的影像学、组织学、组织形态学指标以及新生骨生物力学性能指标等对样品植入后部位的骨整合情况进行评价。
6.2实验报告应当包含的项目和内容 6.2.1实验目的 申请人根据产品的设计特征和预期适用范围，确定实验目的。对于多孔结构产品，证明增材制造多孔结构可与周围骨形成骨整合。
6.2.2植入样品 提供实验样品和对照样品在理化表征、加工过程、灭菌方法等方面的比较信息，论述对照样品的选择理由。
6.2.3实验动物 提供动物的种属、品系、来源、年龄、性别、体重、饲养环境和条件、动物饮食、动物健康状况(包括意外死亡)等信息。综合考虑观察时间点、各时间点观察指标、各观察指标所需样本量，计算所需的实验动物数量。
6.2.4动物模型 提供建模方法和过程，动物模型需涵盖疾病模型、解剖部位、植入尺寸、产品使用方法等信息。论述动物模型的选择理由。
6.2.5观察时间点 以列表的形式描述各观察时间点的观察指标。
6.2.6取样与样品制备 描述取样方法，记录每一观察时间点的取样动物数量、取出植入物数量。说明采用的组织学切片制备技术，图像分析软件的名称和版本号。
6.2.7实验结果 包括肉眼和显微镜观察。包括影像学、组织学、组织形态学指标以及新生骨生物力学性能指标等对样品植入后部位的骨整合情况。
6.2.8结果评价 报告应当包括对实验样品和对照样品植入后新骨形成、局部组织反应的综合评价及比较。
(十)产品技术要求 产品技术要求应当按照《医疗器械产品技术要求编写指导原则》(国家食品药品监督管理总局通告2014年第9号)进行编写。同时结合产品具体适用的指导原则或者相关国家标准、行业标准以及产品特点，明确保证产品安全、有效、质量可控的各项性能指标和检验方法。如对于髋关节假体，应当同时参考《髋关节假体系统注册技术审查指导原则》(国家食品药品监督管理总局通告2017年第23号)和YY 0118的相关要求编写产品技术要求。
产品技术要求中指标应当针对终产品制定，且性能指标不应当低于产品适用的强制性国家标准和/或强制性行业标准，检验方法应当优先考虑采用公认的或已颁布的标准检验方法，包括推荐性标准，应当注明相应标准的编号和年代号。
(十一)同一注册单元内注册检验典型性产品确定原则 同一注册单元内所检测的产品应当是能够代表本注册单元内其他产品安全性和有效性的典型产品。原则上应当选择等效模型产品进行注册检验。
(十二)产品生产制造相关要求 1.个性化增材制造医疗器械医工交互条件 个性化增材制造医疗器械的生产和验证过程，特别应当对设计软件、打印设备、打印工艺、后处理工艺，以及原材料和产品的测试，以及清洗、包装和灭菌等方面进行控制。
1.1个性化增材制造软件、设备和材料 1.1.1软件 论证患者影像数据采集、处理、传输、三维建模、性能预测(如力学分析)相关软件的兼容性、容错及可重复性、数据正确性和完整性，确保实现预期性能。应当明确所使用软件名称和版本号。需经过医工交互平台或介质进行数据传递时，应当对平台、介质经过必要的验证。
与个性化增材制造医疗器械产品的设计、生产相关的关键软件，申请人应当定期对其有效性进行确认。当软件需要更新及升级时，也必须进行再次确认。
1.1.2设备 建立完善的设备安全确认、操作确认、性能确认等制度，确保符合要求的设备在合格的环境中被正确的使用。定期对设备的控制程序进行验证，阐述控制程序的验证方法，避免控制程序的错误而引起的不良后果。若设备的控制程序更新或升级，应当及时确认。
1.1.3材料 明确原材料和加工助剂、添加剂、交联剂的初始状态，包括材料或化学信息(通用名称、化学名称、商品名称、材料供应商等)，以及材料参数和包含测试方法的材料分析证书，建立对其原材料化学成分的检验方法。原材料的化学成分与成品性能直接相关，如影响加工工艺的粉末形貌，粉末颗粒的粒径及其分布以及流动性、松装密度、氧含量等指标，应当符合适用的国际、国家和行业标准。
增材制造过程中，初始材料可能发生重大的物理和/或化学改变。因此，应当检测打印前后材料物理和化学参数的变化，评估对于终产品的影响。对于部分可回收、再利用的打印原材料，应当明确打印环境(热、氧气、湿度、紫外线等)对材料的化学成分和物理性能(粉末流动性、粒径等)的影响，论证工艺稳定性和临床可接受性，确定重复使用的次数以及新粉和旧粉(非回收料)的混合比例。建立材料回收、再利用标准操作流程。
1.2打印工艺验证 根据产品的性能要求和预期用途，明确3D打印舱室环境以及材料成型关键参数，并论证合理性。同时，应当验证设备的稳定性。应当针对选用的增材制造工艺及工艺参数进行验证，证明满足预期性能。如工艺参数发生变化，应当论证其性能不低于原有要求。
研究下列参数对产品或组件的影像，包括器械或组件在打印空间中的放置位置、打印方向、打印层厚、器械间距、打印支撑物的位置、类型和数量等。
1.3后处理方法以及验证 后处理可能包括机加工、热等静压、热处理、支撑物或残留粉末去除、表面处理等。应当评估后处理工艺对材料和终产品的安全、有效性的影响。
1.4产品的测试 个性化增材制造医疗器械半成品和成品应当考虑下列测试：
1.4.1产品材料的化学成分和力学性能应当符合申报材料的相关标准，例如内部质量、显微组织、力学强度、规定非比例延伸率等。
1.4.2产品表面质量、尺寸及精度。评价产品与提供的3D打印的骨骼模型的匹配性及适用性。
1.4.3产品内部结构，例如仿生多孔结构的孔径、丝径、孔隙率等。
1.4.4产品的功能性评价，例如产品的静态轴向压缩刚度、静态轴向压缩最大载荷、静态轴向剪切最大载荷、动态轴向压缩强度、动态轴向剪切强度、静态扭转最大扭矩、动态扭转性能评价、静态轴向压缩沉陷刚度、动态疲劳等，这些分析应当与产品预期使用部位和预期用途相适宜。
最差情况的选择应当结合产品材料属性测试和有限元模拟等生物力学分析。如必要时，可通过对抗压能力、抗拉能力、抗扭转能力、抗侧弯能力的测试，获得有限元分析所需的材料属性参数。
1.4.5产品的生物相容性测试。
1.4.6产品的清洗及无菌检测。
2.增材制造医疗器械医工交互能力确认 2.1个性化设计 本部分内容是在《医疗器械生产质量管理规范》(国家食品药品监督管理总局公告2014年第64号)设计与开发章节的基础上，结合个性化增材制造医疗器械的特殊性制定，预期满足用于注册申报的个性化增材制造医疗器械设计开发的基本要求。
应当由临床医生、影像科医生、工程师等多学科背景人员共同组建医工交互团队。参与医工交互设计的人员，应当经过与其岗位要求相适应的培训，具有相应理论知识和实际操作能力，并制定人员上岗前医工交互能力确认的标准操作流程，明确相关人员在设计开发中的职责与权限。设计与开发环节的相关过程应当文件化。
2.1.1设计开发的输入 医工交互设计人员共同完成产品设计，签字确认个性化增材制造产品设计所需的设计要求清单，包括患者影像数据、手术方案、个性化增材制造产品要求(材料、结构、尺寸、包装及交付方式等)、配套使用的器械要求等满足产品预期用途的相关参数和要求。
患者影像数据应当包括满足临床需求的关键参数，记录所使用软件名称和版本号，采取明确措施减少CT和MRI检查中含金属假体的伪影，并明确可追溯性。采集患者影像数据时，要确保信息安全、完整，并采取可靠措施保护患者隐私。上述内容由影像科医生签字确认。
2.1.2设计开发验证和确认 针对个性化增材制造医疗器械的数字化模型和制造加工品进行设计开发的验证和确认。可以采用一种或多种方法验证产品对解剖匹配性、生物力学性能等设计开发输入和预期用途的满足性。方法可以包括计算机模拟分析、实验室检测、临床评估等。
当患者的数据在原验证模型参数范围之内，可以采取有限元分析等评价方法评估其风险。如果患者的解剖和病变范围超过原设计要求，应当重新进行评估和验证。对于超出已批准注册范围的特征结构及参数应当另行注册申报。
设计验证和确认内容应当形成《个性化增材制造产品设计方案》，至少包含设计流程图、材料要求、结构特征、包装方式、交付方式和时间、产品技术要求等内容及记录。医工交互团队共同确认并签字。
2.1.3设计开发的更改 在个性化增材制造产品的设计或生产过程中，应当充分考虑患者病情变化等因素导致设计不满足输入的情况。如果进行设计更改，应当提供充分的理由，再次由医工交互团队签字确认。
2.2产品的交付 当个性化医疗器械产品制造完成后，在交付给临床医生时应当签字确认并存档。存档内容包括个性化医疗器械的数字化模型、产品编号、患者标识等。
2.3产品的使用 从事个性化增材制造医疗器械产品的申请人与医疗机构应当制定相应的制度，并共同遵守：
2.3.1使用个性化医疗器械开展手术的医疗机构应当具有相应资质，必须在卫生主管部门认定的具有专业技术资格的医疗机构使用。临床医生至少应当具有从业经验，并经过必要的培训。
2.3.2个性化医疗器械仅用于需要使用个性化医疗器械的患者，患者或者其监护人应当签署知情同意书。申请人及医疗机构有权获得患者相应的数据信息，同时须保证相关信息安全。
2.3.3个性化医疗器械是基于患者的影像数据进行研制，临床医生应当保证患者全部原始数据的真实性、准确性和可用性。
2.3.4临床医生应当参与整体方案的设计，并对最终产品、配套手术工具及相关手术方案进行确认。
2.3.5未使用的个性化医疗器械由申请人负责收回，不得再用于临床。
2.3.6申请人和医疗机构应当按照《医疗器械不良事件监测和再评价管理办法》有关规定开展个性化医疗器械不良事件监测工作。
在产品全生命周期中，申请人还应当完成以下内容：
2.3.7申请人应当建立数据库，用于保存病患的数据信息，并由专人负责维护保管。除非得到患者及医疗机构的许可，申请人不得将数据提供给其他机构或个人。
2.3.8申请人应当建立控制程序，定期收集、评估个性化医疗器械临床使用效果，用于改进产品性能和降低产品风险。应当建立个性化医疗器械的使用报告制度、信息追溯制度、再评价制度和终止产品应用制度。
2.3.9评价严重不良事件可以采用按照个性化医疗器械生产工艺文件，在同等生产加工条件下生产的个性化医疗器械样品。申请人应当保存每个个性化医疗器械的设计生产资料，确保每个个性化增材制造产品的重现性。
(十三)产品的临床评价要求 个性化增材制造医疗器械临床评价的目标是为了获得安全性和有效性数据，评价个性化增材制造医疗器械在治疗特殊病例和特殊解剖部位疾患的作用。如通过临床试验评价产品安全性和有效性，临床试验应当符合《医疗器械临床试验质量管理规范》(国家食品药品监督管理总局 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会令第25号)的相应要求，临床试验机构应当按要求在国家药品监督管理局备案。
1.无可替代产品情形 病源有限或标准化产品不适宜作为对照的，可以开展不少于10例的观察研究，每个临床机构应当开展不少于5例研究。可以和申请人以往的历史数据进行综合分析，符合本指导原则要求的可以纳入统计。属于临床急需或罕见病情况的可以依据相关规定进行试验。
应当注意对个性化增材制造产品特定安全性和有效性指标进行观察。例如个性化医疗器械使用过程中发生的不良事件、使用过程中临床医生操作性能、植入假体的初始稳定性、患者的功能恢复及生存质量的早期改善等。
根据疾病类型和临床获益确定研究终点，研究终点为至少3个月，但该临床病例应当给予持续跟踪，直至临床转归的稳定状态。
2.需要进行同类对照产品情形 如可设立阳性对照，则应当参照随机、平行、对照的前瞻性临床试验原则，进行非劣效性临床试验。
2.1入选、排除标准 对于需要进行临床试验的个性化增材制造医疗器械，其受试者应当严格遵从患者获益的前提，从需要进行个性化医疗器械治疗的患者人群中选出。申请人及临床试验机构应当根据申报产品的设计特征及其适用范围制定其临床试验的入选/排除/退出标准，不符合所有入选标准或者符合任何一项排除标准的研究对象应被排除。
2.2受试者退出标准及退出受试者的处理 2.2.1退出标准 ①受试者撤回知情同意书;
②严重违反验证方案;
③研究者认为不再适合继续进行临床验证者;
④在临床验证期间妊娠的妇女;
⑤受试者死亡;
⑥受试者失访;
⑦申办者要求终止验证。
2.2.2退出受试者的处理 ①最后一次生命体征记录、术后情况和局部体征检查资料、影像学检查资料，记录合并用药和不良事件等;
②将终止验证的时间和原因详细记录在病例报告表上;
③对因不良事件而终止验证的病人必须随访至不良事件得到解决或稳定。
④《医疗器械临床试验质量管理规范》规定的其他相关要求。
2.3个性化医疗器械植入手术操作执行要求 为降低手术植入环节的风险，应当针对不同部位的个性化医疗器械应用，建立手术操作的文本及图示规范指导实施。根据需要选择计算机导航和辅助导板进行精确手术，以确保个性化医疗器械的精准安装。
2.4临床试验持续时间与窗口期 临床试验的持续时间取决于安全性和有效性数据的获取，针对个性化3D打印器械的孔隙结构利于骨长入形成远期稳定的特点，临床试验可重点考量器械的初始稳定性，临床试验持续时间至少3个月。随访内容包括患者主诉、体格检查、影像评价、功能评估等。
2.5临床试验评价指标及判定标准 对于需进行临床试验的个性化医疗器械，根据植入部位不同，参考现有常规产品或根据病变部位特点设立主要评价指标和次要评价指标，并明确评估方法。主要评价指标是与试验目的有本质联系的、能确切反映器械疗效或安全性的指标。次要评价指标是与试验目的相关的辅助性指标。
2.6对照产品的选择 对开展临床试验的个性化医疗器械，对照产品应当尽可能选择目前临床正广泛使用的、对相应适应症的疗效已被证实并得到公认的等效产品。对照产品的材料、设计、适应症与试验产品具有可比性，应当提供对照产品的选择依据。
2.7统计分析方法 应当明示具体的统计分析方法以及统计分析软件及版本。数据分析时应当考虑数据的完整性，所有签署知情同意并使用了受试产品的受试者必须纳入分析。数据的剔除或偏移数据的处理必须有科学依据和详细说明。
临床试验的数据分析应当基于不同的分析集，通常包括全分析集(Full Analysis Set，FAS)、符合方案集(Per Protocol Set，PPS)和安全集(Safety Set，SS)，研究方案中应当明确各分析集的定义。全分析集中脱落病例，其主要研究终点的缺失值的填补方法等应当在方案中事先予以说明，并进行不同分析策略的灵敏度分析，以评价缺失数据对研究结果稳定性的影响。
主要研究终点指标的分析应当同时在全分析集和符合方案集上进行，安全性指标的分析应当基于安全集。
临床试验数据的分析应当采用国内外公认的经典统计分析方法。临床试验方案应当明确统计检验的类型、检验假设、判定疗效有临床意义的界值(非劣效界值)等，界值的确定应当有依据。
对于主要研究终点，统计结果需采用点估计及相应的95%可信区间进行评价。不能仅将p值作为对主要研究终点进行评价的依据。
对验证期间发生的所有有害事件的种类、严重程度、发生频率及与验证产品的关系将列表描述。
申请人应当提供基于所有临床试验数据的统计分析报告，以便临床试验组长单位根据此报告撰写临床试验总结报告。
3.个性化医疗器械根据其内在规律，可以采用临床评价、动物实验和功能试验等方法，进行综合风险评估。临床评价可以依据风险要素进行设定，评估对风险要素的控制程度。
(十四)产品的不良事件历史记录 应当按要求收集、记录、提交产品相关的不良事件历史记录。
(十五)产品说明书和标签要求 产品说明书、标签和包装标识应当符合《医疗器械说明书和标签管理规定》要求，还应当符合相关国家标准、行业标准的要求，例如YY/T 0466.1—2016《医疗器械 用于医疗器械标签、标记和提供信息的符号 第1部分：通用要求》。
除已批准信息外，说明书和标签中应当明确产品为个性化医疗器械，补充患者特征标识、临床医生书面确认产品设计方案的信息或文件编号及其他需要补充的信息。
三、审查关注点 应用本指导原则进行技术审评时，除审查用于骨、关节和口腔硬组织的无源植入性医疗器械产品的安全性和有效性外，还重点关注实现个性化产品设计、完成增材制造加工的能力和质量。
四、编写单位 本指导原则由国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心编写并负责解释。
“增材制造与激光制造”重点专项
2016项目申报指南
项目申报全流程指导单位：北京智博睿投资咨询有限公司
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依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《中国制造2025》，科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划增材制造与激光制造重点专项实施方案》编制工作，在此基础上启动增材制造与激光制造重点专项2016项目，并发布本指南。
本专项总体目标是：突破增材制造与激光制造的基础理论，取得原创性技术成果，超前部署研发下一代技术;攻克增材制造的核心元器件和关键工艺技术，研制相关重点工艺装备;突破激光制造中的关键技术，研发高可靠长寿命激光器核心功能部件、国产先进激光器，研制高端激光制造工艺装备;到2020年，基本形成我国增材制造与激光制造的技术创新体系与产业体系互动发展的良好局面，促进传统制造业转型升级，支撑我国高端制造业发展。
本专项按照“围绕产业链，部署创新链”的要求，围绕增材制造与激光制造的基础理论与前沿技术、关键工艺与装备、创新应用与示范设置任务。
按照突出重点、分步实施的原则，2016年首批在增材制造与激光制造2个方向上启动29个项目。
1.增材制造
1.1高性能金属结构件激光增材制造控形控性研究(基础前沿类) 研究内容：针对激光熔覆沉积大型金属结构件和激光选区熔 — 2 —
化成形复杂金属结构件，研究激光/金属热交互作用及熔池冶金动力学行为和超高温移动熔池非平衡凝固行为，揭示增材制造构件成形的几何特征和沉积态组织形成规律;研究成形过程的应力应变和变形开裂规律，提出预防变形开裂的工艺准则;研究增材制造过程及后续热处理过程材料组织形成规律，形成优化的热处理制度;研究增材制造工艺条件下合金成分与材料组织和性能的关系，形成增材制造专用合金的设计原则;研究金属结构件增材制造的质量控制与评价方法，形成质量评价规范与标准。
考核指标：熔覆沉积成形结构件最大方向成形尺寸≥3m，变形量≤0.5mm/100mm;选区熔化成形构件最大方向成形尺寸≥400mm，变形量≤0.2mm/100mm;成形结构件的综合力学性能接近或相当于同种金属合金的锻件水平;成形构件实现工程试用。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
有关说明：优先支持紧密围绕国家重大工程应用需求的产学研合作研究。
1.2高效高精度激光增材制造熔覆喷头的研发(重大共性关键技术类)
研究内容：研究送粉式激光增材制造喷头的粉末输送特性、影响因素以及粉末输送质量的评价方法，提出高效、高精度制造的粉末输送与增材制造工艺的匹配原则;研究送粉激光增材制造
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熔覆喷头结构的优化设计方法，包括模块化设计、送粉通道结构优化设计、水冷结构优化设计;研究喷头工作距离自动调控装置及喷头工作距离变化条件下的工艺技术。
考核指标：匹配激光器功率范围100~20000W，连续开光熔覆时间≥8h，温升≤200℃，可自动调节工作距离处的光斑直径。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
1.3高性能大型金属结构件激光同步送粉增材制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：分层处理、路径规划及工艺过程等全流程控制软件;高效高精度增材制造工艺特性及精度和效率匹配控制策略;防污染、防反射光路设计，长程高精度多路粉体同步送进技术及增材制造过程气氛控制技术;成形过程实时可视监控技术与成形质量参数的特征辨识与智能处理技术;大跨度高精度激光束/数控工作台或机器手的联合运动控制技术。研制高性能大型金属构件激光同步送粉高效高精度增材制造工艺装备，在开展工艺试验基础上，形成工艺数据库以及工艺、装备、制件的相关标准规范。
考核指标：装备最大成形尺寸≥3500mm，成形效率≥450cm3/h(以Ti-6Al-4V合金沉积为参考)，连续工作时间≥240h。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
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有关说明：企业牵头，优先支持紧密围绕国家重大工程应用需求的产学研合作研究。
1.4粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：高精度成形的装备设计原理与实现方法(包括成形平台定位精度、光斑定位精度、粉末预热温度的设计与控制方法等);高效率成形的装备设计原理与实现方法(包括多激光束、多振镜的应用，更高效的铺粉方式等);先进成形软件设计(包括分层厚度、填充策略等);装备运行的高稳定性和可靠性设计与制造;高可靠性气氛控制;制造过程的温度、几何、气氛等参数的实时监测、诊断与智能处理;研制相应的成形装备，在工程中开展试用，建立相关装备的工艺数据库和标准规范。
考核指标：(1)高稳定性粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备的指标：支持钛合金、高强合金钢、高强铝合金、高温合金等4类金属材料复杂构件的高精度成形;单激光器成形效率≥45cm3/h(以钛合金为参考);成形尺寸范围≥250mm×250mm ×350mm;成形几何精度≤±50μm，表面粗糙度≤Ra6(以成形标准试块为参考);装备的无故障运行时间≥2000h。(2)大尺寸粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备：支持钛合金、高强合金钢、高强铝合金、高温合金等4类金属复杂构件的高效率成形;制造效率达到≥120cm3/h(以钛合金为参考);成形尺寸范围
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≥500mm×500mm ×500mm;成形几何精度≤±100μm，表面粗糙度≤Ra12(以成形标准试块为参考);装备的无故障运行时间≥500h。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
有关说明：企业牵头，优先支持紧密围绕国家重大工程应用需求的产学研合作研究;高稳定性粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备、大尺寸粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备可以单独申报。
1.5高效高精非金属增材制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：面成形光固化增材制造技术;高性能树脂及其复合材料的高精度和大型构件增材制造技术;大尺寸铸造砂型高效3D打印技术;研制相应的工艺装备，建立相应工艺装备的适应材料、设备可靠性、环保安全等标准规范。
考核指标：(1)面成形光固化增材制造装备的成形效率≥2×106 mm3/h, 成形精度≤±0.02mm;(2)高性能树脂及其复合材料大型构件增材制造装备，最大成形方向尺寸≥2m，成形精度≤±0.1mm，制件强度性能≥100MPa;(3)大尺寸铸造砂型高效增材制造装备最大方向打印尺寸≥2m，层厚0.2mm~0.8mm可调，成形效率≥250L/h，砂芯抗压强度≥6MPa，抗拉强度≥1.4MPa。
实施年限：5年
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拟支持项目数：3项
有关说明：企业牵头。面成形光固化增材制造工艺与装备、高性能树脂及其复合材料大型构件增材制造工艺与装备、大尺寸铸造砂型高效增材制造工艺与装备可以单独申报。
1.6个性化植入假体增材制造关键技术(重大共性关键技术类) 研究内容：针对植入假体和精准诊疗辅助装置个性化制造的需求，研发符合临床诊疗需要的个性化假体的快速建模、分析软件和增材制造工艺软件;研制支持良好生物相容性材料的增材制造装备;开展医学临床应用研究，建立增材制造个性化假体的质量标准规范。
考核指标：工艺装备支持3种以上个性化假体的成形;个性化假体的设计制造时间不超过72h;不少于50例的临床试用或应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：5项
有关说明：临床应用单位牵头、产学研联合申报，强化各主体的优势作用。
1.7基于互联网的3D打印制造创新应用(应用示范) 研究内容：针对创新创意设计和产品快速原型设计的需求，研究基于Web的三维轻量化建模技术，开发大众参与的3D打印创新创意设计软件，开发支持产品个性定制化设计、设计师协同创意设计以及3D打印的云服务应用平台;针对教育、文化创意、
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消费品等领域的需求，开发低成本、网络化、智能化多材质彩色3D打印设备，并实现产业化应用。
考核指标：(1)面向3D打印的云服务平台指标：支持在线个性化定制、创新创意设计、订单交易等功能，提供20种以上相关云服务，支持1万人以上同时在线，实现初期注册用户10万人以上用户规模，形成不少于500个应用案例。(2)普及型智能彩色3D打印机研制及其产业化指标：自主研制低成本、多用途、网络化、智能彩色3D打印设备，实现市场销售2000台以上。
实施年限：5年
拟支持项目数：面向3D打印的云服务平台3项、普及型智能彩色3D打印机研制及其产业化5项。
经费配套：其他经费与中央财政经费比例不低于2：1 有关说明：面向3D打印的云服务平台和普及型智能彩色3D打印机研制及其产业化可以单独申报;企业牵头申报。
2.激光制造
2.1 大功率激光焊接机理研究(基础前沿类)
研究内容：面向国家重大需求，研究激光焊接能量耦合机理，探索羽辉形成机制及其对光束传输与吸收的影响规律，揭示厚壁构件超窄间隙大功率激光焊接的焊缝熔池熔体非平衡凝固过程及接头组织特征与形成规律;研究激光焊接冶金特性，发展超厚超窄间隙激光焊接优质焊缝凝固组织控制新方法及焊缝组织性能同 — 8 —
步调控新技术。
考核指标：突破厚度≥100mm厚板超窄间隙焊接;高强钢、铝合金等典型材料焊态接头强度系数≥90%;完成2项以上工业应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
有关说明：优先支持结合国家重大工程需求，开展产学研合作研究。
2.2 高性能激光晶体制造工艺与装备(重大共性关键技术类) 研究内容：面向制造用先进激光器的重大需求，研究激光晶体/光学晶体与激光器性能参数的关联性，掌握以过氧化物为代表的高熔点激光晶体生长工艺、制备技术及制造装备集成技术;研究晶体加工表面损伤机理、表面完整性加工新工艺、控制技术以及加工技术;发展激光晶体/光学晶体高效低损伤超精密磨削、抛光等装备集成技术。
考核指标：研发高熔点过氧化物激光晶体制备工艺与装备，支持最高可生长晶体熔点不低于2400°，可生长激光晶体尺寸大于30mm×30mm;研发激光晶体/光学晶体加工工艺与装备，加工粗糙度Ra≤1nm、面型精度pv≤λ/6。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
2.3制造用工业化皮秒/飞秒激光器技术(重大共性关键技术类)
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研究内容：针对精细增材制造与激光制造需求，研究高重复频率皮秒/飞秒激光的产生、放大、传输、操控等技术，探索激光时间、空间分布变换等关键物理机制和过程;研发关键功能器件，开展激光振荡输出、功率提升、光束质量控制、频率变换等关键技术研究，提出功率和稳定性提升的方案;发展工业化皮秒/飞秒激光器系统集成和模块化组装技术。
考核指标：开发出高可靠性120W皮秒激光器与40W飞秒激光器，单脉冲能量大于50μJ;解决80W皮秒激光器与30W飞秒激光器产品化问题;项目验收时实现制造用的皮秒激光器200套/飞秒激光器100套以上的销售量。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项 有关说明：企业牵头申报。
2.4复杂构件表面的激光精细制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：面向国家重大需求，突破激光光束路径规划及高速扫描、激光制造装备在线监测与补偿、光学检测辅助柔性夹持定位等关键技术;研制激光光束空间高速传输定位、光束空间指向/功率实时校正等机构;研究面向航天典型零件表面图案激光精密加工、航空复杂构件的激光修理及环型薄壁化铣件激光刻型等技术与工艺;研究成套多轴光、机制造装备系统集成。
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考核指标：研制复杂图案精密加工、构件修理、环型薄壁化铣件刻型等不少于3类高端激光制造工艺与装备。图案制造尺寸误差小于0.02mm(以1m2全复杂图案考核);零件特征结构修理尺寸误差小于0.005mm;第2次重复刻型精度误差小于0.06mm(以直径1m以上环型薄壁件考核);在工程中得到实际应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
有关说明：优先支持紧密围绕航空航天等国家重大工程需求的产学研用合作研发。
2.5激光强化技术重大工业示范应用(应用示范类) 研究内容：面向航空航天、交通等关键部件长寿命及其它高性能需求，研究激光光路控制、加工过程的多自由度运动规划、关键零件激光扫描基准面的三维坐标定位、激光扫描跟踪、质量在线检测等关键技术;研究零件强化过程工艺参数优化的控制方法，进行高可靠性激光强化装备集成研发，建立激光强化工艺数据库，形成工艺规范和标准。
考核指标：针对至少2个应用领域，研发不少于2类激光强化处理的成套工艺与装备，典型构件硬度提升20%以上、疲劳强度提高15-30%及以上、强化结构件压应力层深度最大1.5mm、叶片表面最大残余压应力800MPa,提高寿命80%以上;轨道激光强化处理最大速度不低于50m/h，激光强化后提高铁轨道耐磨寿命
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10 倍以上。在典型企业示范应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
经费配套：其他经费与中央财政经费比例不低于2：1 有关说明：企业牵头申报;优先支持与航空航天、交通等领域国家重大需求紧密结合的产学研团队;企业牵头申报。
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“增材制造与激光制造”重点专项
2016年度项目申报指南
项目申报全流程指导单位：北京智博睿投资咨询有限公司
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依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《中国制造2025》，科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划增材制造与激光制造重点专项实施方案》编制工作，在此基础上启动增材制造与激光制造重点专项2016年度项目，并发布本指南。
本专项总体目标是：突破增材制造与激光制造的基础理论，取得原创性技术成果，超前部署研发下一代技术;攻克增材制造的核心元器件和关键工艺技术，研制相关重点工艺装备;突破激光制造中的关键技术，研发高可靠长寿命激光器核心功能部件、国产先进激光器，研制高端激光制造工艺装备;到2020年，基本形成我国增材制造与激光制造的技术创新体系与产业体系互动发展的良好局面，促进传统制造业转型升级，支撑我国高端制造业发展。
本专项按照“围绕产业链，部署创新链”的要求，围绕增材制造与激光制造的基础理论与前沿技术、关键工艺与装备、创新应用与示范设置任务。
按照突出重点、分步实施的原则，2016年首批在增材制造与激光制造2个方向上启动29个项目。
1.增材制造
1.1高性能金属结构件激光增材制造控形控性研究(基础前沿类) 研究内容：针对激光熔覆沉积大型金属结构件和激光选区熔 — 2 —
化成形复杂金属结构件，研究激光/金属热交互作用及熔池冶金动力学行为和超高温移动熔池非平衡凝固行为，揭示增材制造构件成形的几何特征和沉积态组织形成规律;研究成形过程的应力应变和变形开裂规律，提出预防变形开裂的工艺准则;研究增材制造过程及后续热处理过程材料组织形成规律，形成优化的热处理制度;研究增材制造工艺条件下合金成分与材料组织和性能的关系，形成增材制造专用合金的设计原则;研究金属结构件增材制造的质量控制与评价方法，形成质量评价规范与标准。
考核指标：熔覆沉积成形结构件最大方向成形尺寸≥3m，变形量≤0.5mm/100mm;选区熔化成形构件最大方向成形尺寸≥400mm，变形量≤0.2mm/100mm;成形结构件的综合力学性能接近或相当于同种金属合金的锻件水平;成形构件实现工程试用。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
有关说明：优先支持紧密围绕国家重大工程应用需求的产学研合作研究。
1.2高效高精度激光增材制造熔覆喷头的研发(重大共性关键技术类)
研究内容：研究送粉式激光增材制造喷头的粉末输送特性、影响因素以及粉末输送质量的评价方法，提出高效、高精度制造的粉末输送与增材制造工艺的匹配原则;研究送粉激光增材制造
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熔覆喷头结构的优化设计方法，包括模块化设计、送粉通道结构优化设计、水冷结构优化设计;研究喷头工作距离自动调控装置及喷头工作距离变化条件下的工艺技术。
考核指标：匹配激光器功率范围100~20000W，连续开光熔覆时间≥8h，温升≤200℃，可自动调节工作距离处的光斑直径。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
1.3高性能大型金属结构件激光同步送粉增材制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：分层处理、路径规划及工艺过程等全流程控制软件;高效高精度增材制造工艺特性及精度和效率匹配控制策略;防污染、防反射光路设计，长程高精度多路粉体同步送进技术及增材制造过程气氛控制技术;成形过程实时可视监控技术与成形质量参数的特征辨识与智能处理技术;大跨度高精度激光束/数控工作台或机器手的联合运动控制技术。研制高性能大型金属构件激光同步送粉高效高精度增材制造工艺装备，在开展工艺试验基础上，形成工艺数据库以及工艺、装备、制件的相关标准规范。
考核指标：装备最大成形尺寸≥3500mm，成形效率≥450cm3/h(以Ti-6Al-4V合金沉积为参考)，连续工作时间≥240h。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
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有关说明：企业牵头，优先支持紧密围绕国家重大工程应用需求的产学研合作研究。
1.4粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：高精度成形的装备设计原理与实现方法(包括成形平台定位精度、光斑定位精度、粉末预热温度的设计与控制方法等);高效率成形的装备设计原理与实现方法(包括多激光束、多振镜的应用，更高效的铺粉方式等);先进成形软件设计(包括分层厚度、填充策略等);装备运行的高稳定性和可靠性设计与制造;高可靠性气氛控制;制造过程的温度、几何、气氛等参数的实时监测、诊断与智能处理;研制相应的成形装备，在工程中开展试用，建立相关装备的工艺数据库和标准规范。
考核指标：(1)高稳定性粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备的指标：支持钛合金、高强合金钢、高强铝合金、高温合金等4类金属材料复杂构件的高精度成形;单激光器成形效率≥45cm3/h(以钛合金为参考);成形尺寸范围≥250mm×250mm ×350mm;成形几何精度≤±50μm，表面粗糙度≤Ra6(以成形标准试块为参考);装备的无故障运行时间≥2000h。(2)大尺寸粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备：支持钛合金、高强合金钢、高强铝合金、高温合金等4类金属复杂构件的高效率成形;制造效率达到≥120cm3/h(以钛合金为参考);成形尺寸范围
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≥500mm×500mm ×500mm;成形几何精度≤±100μm，表面粗糙度≤Ra12(以成形标准试块为参考);装备的无故障运行时间≥500h。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
有关说明：企业牵头，优先支持紧密围绕国家重大工程应用需求的产学研合作研究;高稳定性粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备、大尺寸粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备可以单独申报。
1.5高效高精非金属增材制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：面成形光固化增材制造技术;高性能树脂及其复合材料的高精度和大型构件增材制造技术;大尺寸铸造砂型高效3D打印技术;研制相应的工艺装备，建立相应工艺装备的适应材料、设备可靠性、环保安全等标准规范。
考核指标：(1)面成形光固化增材制造装备的成形效率≥2×106 mm3/h, 成形精度≤±0.02mm;(2)高性能树脂及其复合材料大型构件增材制造装备，最大成形方向尺寸≥2m，成形精度≤±0.1mm，制件强度性能≥100MPa;(3)大尺寸铸造砂型高效增材制造装备最大方向打印尺寸≥2m，层厚0.2mm~0.8mm可调，成形效率≥250L/h，砂芯抗压强度≥6MPa，抗拉强度≥1.4MPa。
实施年限：5年
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拟支持项目数：3项
有关说明：企业牵头。面成形光固化增材制造工艺与装备、高性能树脂及其复合材料大型构件增材制造工艺与装备、大尺寸铸造砂型高效增材制造工艺与装备可以单独申报。
1.6个性化植入假体增材制造关键技术(重大共性关键技术类) 研究内容：针对植入假体和精准诊疗辅助装置个性化制造的需求，研发符合临床诊疗需要的个性化假体的快速建模、分析软件和增材制造工艺软件;研制支持良好生物相容性材料的增材制造装备;开展医学临床应用研究，建立增材制造个性化假体的质量标准规范。
考核指标：工艺装备支持3种以上个性化假体的成形;个性化假体的设计制造时间不超过72h;不少于50例的临床试用或应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：5项
有关说明：临床应用单位牵头、产学研联合申报，强化各主体的优势作用。
1.7基于互联网的3D打印制造创新应用(应用示范) 研究内容：针对创新创意设计和产品快速原型设计的需求，研究基于Web的三维轻量化建模技术，开发大众参与的3D打印创新创意设计软件，开发支持产品个性定制化设计、设计师协同创意设计以及3D打印的云服务应用平台;针对教育、文化创意、
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消费品等领域的需求，开发低成本、网络化、智能化多材质彩色3D打印设备，并实现产业化应用。
考核指标：(1)面向3D打印的云服务平台指标：支持在线个性化定制、创新创意设计、订单交易等功能，提供20种以上相关云服务，支持1万人以上同时在线，实现初期注册用户10万人以上用户规模，形成不少于500个应用案例。(2)普及型智能彩色3D打印机研制及其产业化指标：自主研制低成本、多用途、网络化、智能彩色3D打印设备，实现市场销售2000台以上。
实施年限：5年
拟支持项目数：面向3D打印的云服务平台3项、普及型智能彩色3D打印机研制及其产业化5项。
经费配套：其他经费与中央财政经费比例不低于2：1 有关说明：面向3D打印的云服务平台和普及型智能彩色3D打印机研制及其产业化可以单独申报;企业牵头申报。
2.激光制造
2.1 大功率激光焊接机理研究(基础前沿类)
研究内容：面向国家重大需求，研究激光焊接能量耦合机理，探索羽辉形成机制及其对光束传输与吸收的影响规律，揭示厚壁构件超窄间隙大功率激光焊接的焊缝熔池熔体非平衡凝固过程及接头组织特征与形成规律;研究激光焊接冶金特性，发展超厚超窄间隙激光焊接优质焊缝凝固组织控制新方法及焊缝组织性能同 — 8 —
步调控新技术。
考核指标：突破厚度≥100mm厚板超窄间隙焊接;高强钢、铝合金等典型材料焊态接头强度系数≥90%;完成2项以上工业应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
有关说明：优先支持结合国家重大工程需求，开展产学研合作研究。
2.2 高性能激光晶体制造工艺与装备(重大共性关键技术类) 研究内容：面向制造用先进激光器的重大需求，研究激光晶体/光学晶体与激光器性能参数的关联性，掌握以过氧化物为代表的高熔点激光晶体生长工艺、制备技术及制造装备集成技术;研究晶体加工表面损伤机理、表面完整性加工新工艺、控制技术以及加工技术;发展激光晶体/光学晶体高效低损伤超精密磨削、抛光等装备集成技术。
考核指标：研发高熔点过氧化物激光晶体制备工艺与装备，支持最高可生长晶体熔点不低于2400°，可生长激光晶体尺寸大于30mm×30mm;研发激光晶体/光学晶体加工工艺与装备，加工粗糙度Ra≤1nm、面型精度pv≤λ/6。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
2.3制造用工业化皮秒/飞秒激光器技术(重大共性关键技术类)
— 9 —
研究内容：针对精细增材制造与激光制造需求，研究高重复频率皮秒/飞秒激光的产生、放大、传输、操控等技术，探索激光时间、空间分布变换等关键物理机制和过程;研发关键功能器件，开展激光振荡输出、功率提升、光束质量控制、频率变换等关键技术研究，提出功率和稳定性提升的方案;发展工业化皮秒/飞秒激光器系统集成和模块化组装技术。
考核指标：开发出高可靠性120W皮秒激光器与40W飞秒激光器，单脉冲能量大于50μJ;解决80W皮秒激光器与30W飞秒激光器产品化问题;项目验收时实现制造用的皮秒激光器200套/飞秒激光器100套以上的销售量。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项 有关说明：企业牵头申报。
2.4复杂构件表面的激光精细制造工艺与装备(重大共性关键技术类)
研究内容：面向国家重大需求，突破激光光束路径规划及高速扫描、激光制造装备在线监测与补偿、光学检测辅助柔性夹持定位等关键技术;研制激光光束空间高速传输定位、光束空间指向/功率实时校正等机构;研究面向航天典型零件表面图案激光精密加工、航空复杂构件的激光修理及环型薄壁化铣件激光刻型等技术与工艺;研究成套多轴光、机制造装备系统集成。
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考核指标：研制复杂图案精密加工、构件修理、环型薄壁化铣件刻型等不少于3类高端激光制造工艺与装备。图案制造尺寸误差小于0.02mm(以1m2全复杂图案考核);零件特征结构修理尺寸误差小于0.005mm;第2次重复刻型精度误差小于0.06mm(以直径1m以上环型薄壁件考核);在工程中得到实际应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：1-2项
有关说明：优先支持紧密围绕航空航天等国家重大工程需求的产学研用合作研发。
2.5激光强化技术重大工业示范应用(应用示范类) 研究内容：面向航空航天、交通等关键部件长寿命及其它高性能需求，研究激光光路控制、加工过程的多自由度运动规划、关键零件激光扫描基准面的三维坐标定位、激光扫描跟踪、质量在线检测等关键技术;研究零件强化过程工艺参数优化的控制方法，进行高可靠性激光强化装备集成研发，建立激光强化工艺数据库，形成工艺规范和标准。
考核指标：针对至少2个应用领域，研发不少于2类激光强化处理的成套工艺与装备，典型构件硬度提升20%以上、疲劳强度提高15-30%及以上、强化结构件压应力层深度最大1.5mm、叶片表面最大残余压应力800MPa,提高寿命80%以上;轨道激光强化处理最大速度不低于50m/h，激光强化后提高铁轨道耐磨寿命
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10 倍以上。在典型企业示范应用。
实施年限：5年 拟支持项目数：2项
经费配套：其他经费与中央财政经费比例不低于2：1 有关说明：企业牵头申报;优先支持与航空航天、交通等领域国家重大需求紧密结合的产学研团队;企业牵头申报。
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《〈中国制造2025〉重点领域技术路线图
(2015版)》全文
中国电子商务研究中心
制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。十八世纪中叶开启工业文明以来，世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明，没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。
新中国成立尤其是改革开放以来，我国制造业持续快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，有力推动工业化和现代化进程，显著增强综合国力，支撑我世界大国地位。然而，与世界先进水平相比，我国制造业仍然大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。
当前，新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇，国际产业分工格局正在重塑。必须紧紧抓住这一重大历史机遇，按照“四个全面”战略布局要求，实施制造强国战略，加强统筹规划和前瞻部署，力争通过三个十年的努力，到新中国成立一百年时，把我国建设
1 成为引领世界制造业发展的制造强国，为实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实基础。
《中国制造2025》，是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。
一、发展形势和环境
(一)全球制造业格局面临重大调整。
新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。各国都在加大科技创新力度，推动三维(3D)打印、移动互联网、云计算、大数据、生物工程、新能源、新材料等领域取得新突破。基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革;网络众包、协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理、全生命周期管理、电子商务等正在重塑产业价值链体系;可穿戴智能产品、智能家电、智能汽车等智能终端产品不断拓展制造业新领域。我国制造业转型升级、创新发展迎来重大机遇。
全球产业竞争格局正在发生重大调整，我国在新一轮发展中面临巨大挑战。国际金融危机发生后，发达国家纷纷实施“再工业化”战略，重塑制造业竞争新优势，加速推进新一轮全球贸易投资新格局。一些发展中国家也在加快谋划和布局，积极参与全球产业再分工，承接产业及资本转移，拓展国际市场空间。我国制造业面临发达国家和其他发展中国
2 家“双向挤压”的严峻挑战，必须放眼全球，加紧战略部署，着眼建设制造强国，固本培元，化挑战为机遇，抢占制造业新一轮竞争制高点。
(二)我国经济发展环境发生重大变化。
随着新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步推进，超大规模内需潜力不断释放，为我国制造业发展提供了广阔空间。各行业新的装备需求、人民群众新的消费需求、社会管理和公共服务新的民生需求、国防建设新的安全需求，都要求制造业在重大技术装备创新、消费品质量和安全、公共服务设施设备供给和国防装备保障等方面迅速提升水平和能力。全面深化改革和进一步扩大开放，将不断激发制造业发展活力和创造力，促进制造业转型升级。
我国经济发展进入新常态，制造业发展面临新挑战。资源和环境约束不断强化，劳动力等生产要素成本不断上升，投资和出口增速明显放缓，主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放发展模式难以为继，调整结构、转型升级、提质增效刻不容缓。形成经济增长新动力，塑造国际竞争新优势，重点在制造业，难点在制造业，出路也在制造业。
(三)建设制造强国任务艰巨而紧迫。
经过几十年的快速发展，我国制造业规模跃居世界第一位，建立起门类齐全、独立完整的制造体系，成为支撑我国经济社会发展的重要基石和促进世界经济发展的重要力量。
3 持续的技术创新，大大提高了我国制造业的综合竞争力。载人航天、载人深潜、大型飞机、北斗卫星导航、超级计算机、高铁装备、百万千瓦级发电装备、万米深海石油钻探设备等一批重大技术装备取得突破，形成了若干具有国际竞争力的优势产业和骨干企业，我国已具备了建设工业强国的基础和条件。
但我国仍处于工业化进程中，与先进国家相比还有较大差距。制造业大而不强，自主创新能力弱，关键核心技术与高端装备对外依存度高，以企业为主体的制造业创新体系不完善;产品档次不高，缺乏世界知名品牌;资源能源利用效率低，环境污染问题较为突出;产业结构不合理，高端装备制造业和生产性服务业发展滞后;信息化水平不高，与工业化融合深度不够;产业国际化程度不高，企业全球化经营能力不足。推进制造强国建设，必须着力解决以上问题。
建设制造强国，必须紧紧抓住当前难得的战略机遇，积极应对挑战，加强统筹规划，突出创新驱动，制定特殊政策，发挥制度优势，动员全社会力量奋力拼搏，更多依靠中国装备、依托中国品牌，实现中国制造向中国创造的转变，中国速度向中国质量的转变，中国产品向中国品牌的转变，完成中国制造由大变强的战略任务。
二、战略方针和目标
(一)指导思想。
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全面贯彻党的十八大和十八届二中、三中、四中全会精神，坚持走中国特色新型工业化道路，以促进制造业创新发展为主题，以提质增效为中心，以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，以满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标，强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次多类型人才培养体系，促进产业转型升级，培育有中国特色的制造文化，实现制造业由大变强的历史跨越。基本方针是：
——创新驱动。坚持把创新摆在制造业发展全局的核心位置，完善有利于创新的制度环境，推动跨领域跨行业协同创新，突破一批重点领域关键共性技术，促进制造业数字化网络化智能化，走创新驱动的发展道路。
——质量为先。坚持把质量作为建设制造强国的生命线，强化企业质量主体责任，加强质量技术攻关、自主品牌培育。建设法规标准体系、质量监管体系、先进质量文化，营造诚信经营的市场环境，走以质取胜的发展道路。
——绿色发展。坚持把可持续发展作为建设制造强国的重要着力点，加强节能环保技术、工艺、装备推广应用，全面推行清洁生产。发展循环经济，提高资源回收利用效率，构建绿色制造体系，走生态文明的发展道路。
——结构优化。坚持把结构调整作为建设制造强国的关键环节，大力发展先进制造业，改造提升传统产业，推动生
5 产型制造向服务型制造转变。优化产业空间布局，培育一批具有核心竞争力的产业集群和企业群体，走提质增效的发展道路。
——人才为本。坚持把人才作为建设制造强国的根本，建立健全科学合理的选人、用人、育人机制，加快培养制造业发展急需的专业技术人才、经营管理人才、技能人才。营造大众创业、万众创新的氛围，建设一支素质优良、结构合理的制造业人才队伍，走人才引领的发展道路。
(二)基本原则。
市场主导，政府引导。全面深化改革，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，强化企业主体地位，激发企业活力和创造力。积极转变政府职能，加强战略研究和规划引导，完善相关支持政策，为企业发展创造良好环境。
立足当前，着眼长远。针对制约制造业发展的瓶颈和薄弱环节，加快转型升级和提质增效，切实提高制造业的核心竞争力和可持续发展能力。准确把握新一轮科技革命和产业变革趋势，加强战略谋划和前瞻部署，扎扎实实打基础，在未来竞争中占据制高点。
整体推进，重点突破。坚持制造业发展全国一盘棋和分类指导相结合，统筹规划，合理布局，明确创新发展方向，促进军民融合深度发展，加快推动制造业整体水平提升。围绕经济社会发展和国家安全重大需求，整合资源，突出重点，
6 实施若干重大工程，实现率先突破。
自主发展，开放合作。在关系国计民生和产业安全的基础性、战略性、全局性领域，着力掌握关键核心技术，完善产业链条，形成自主发展能力。继续扩大开放，积极利用全球资源和市场，加强产业全球布局和国际交流合作，形成新的比较优势，提升制造业开放发展水平。
(三)战略目标。
立足国情，立足现实，力争通过“三步走”实现制造强国的战略目标。
第一步：力争用十年时间，迈入制造强国行列。
到2020年，基本实现工业化，制造业大国地位进一步巩固，制造业信息化水平大幅提升。掌握一批重点领域关键核心技术，优势领域竞争力进一步增强，产品质量有较大提高。制造业数字化、网络化、智能化取得明显进展。重点行业单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放明显下降。
到2025年，制造业整体素质大幅提升，创新能力显著增强，全员劳动生产率明显提高，两化(工业化和信息化)融合迈上新台阶。重点行业单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放达到世界先进水平。形成一批具有较强国际竞争力的跨国公司和产业集群，在全球产业分工和价值链中的地位明显提升。
第二步：到2035年，我国制造业整体达到世界制造强
7 国阵营中等水平。创新能力大幅提升，重点领域发展取得重大突破，整体竞争力明显增强，优势行业形成全球创新引领能力，全面实现工业化。
第三步：新中国成立一百年时，制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。制造业主要领域具有创新引领能力和明显竞争优势，建成全球领先的技术体系和产业体系。
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1规模以上制造业每亿元主营业务收入有效发明专利数=规模以上制造企业有效发明专利数/规模以上制造企业主营业务收入。
2制造业质量竞争力指数是反映我国制造业质量整体水平的经济技术综合指标，由质量水平和发展能力两个方面共计12项具体指标计算得出。
3宽带普及率用固定宽带家庭普及率代表，固定宽带家庭普及率=固定宽带家庭用户数/家庭户数。
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4数字化研发设计工具普及率=应用数字化研发设计工具的规模以上企业数量/规模以上企业总数量(相关数据来源于3万家样本企业，下同)。
5关键工序数控化率为规模以上工业企业关键工序数控化率的平均值。
三、战略任务和重点
实现制造强国的战略目标，必须坚持问题导向，统筹谋划，突出重点;必须凝聚全社会共识，加快制造业转型升级，全面提高发展质量和核心竞争力。
(一)提高国家制造业创新能力。
完善以企业为主体、市场为导向、政产学研用相结合的制造业创新体系。围绕产业链部署创新链，围绕创新链配置资源链，加强关键核心技术攻关，加速科技成果产业化，提高关键环节和重点领域的创新能力。
加强关键核心技术研发。强化企业技术创新主体地位，支持企业提升创新能力，推进国家技术创新示范企业和企业技术中心建设，充分吸纳企业参与国家科技计划的决策和实施。瞄准国家重大战略需求和未来产业发展制高点，定期研究制定发布制造业重点领域技术创新路线图。继续抓紧实施国家科技重大专项，通过国家科技计划(专项、基金等)支持关键核心技术研发。发挥行业骨干企业的主导作用和高等院校、科研院所的基础作用，建立一批产业创新联盟，开展政
11 产学研用协同创新，攻克一批对产业竞争力整体提升具有全局性影响、带动性强的关键共性技术，加快成果转化。
提高创新设计能力。在传统制造业、战略性新兴产业、现代服务业等重点领域开展创新设计示范，全面推广应用以绿色、智能、协同为特征的先进设计技术。加强设计领域共性关键技术研发，攻克信息化设计、过程集成设计、复杂过程和系统设计等共性技术，开发一批具有自主知识产权的关键设计工具软件，建设完善创新设计生态系统。建设若干具有世界影响力的创新设计集群，培育一批专业化、开放型的工业设计企业，鼓励代工企业建立研究设计中心，向代设计和出口自主品牌产品转变。发展各类创新设计教育，设立国家工业设计奖，激发全社会创新设计的积极性和主动性。
推进科技成果产业化。完善科技成果转化运行机制，研究制定促进科技成果转化和产业化的指导意见，建立完善科技成果信息发布和共享平台，健全以技术交易市场为核心的技术转移和产业化服务体系。完善科技成果转化激励机制，推动事业单位科技成果使用、处置和收益管理改革，健全科技成果科学评估和市场定价机制。完善科技成果转化协同推进机制，引导政产学研用按照市场规律和创新规律加强合作，鼓励企业和社会资本建立一批从事技术集成、熟化和工程化的中试基地。加快国防科技成果转化和产业化进程，推进军民技术双向转移转化。
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完善国家制造业创新体系。加强顶层设计，加快建立以创新中心为核心载体、以公共服务平台和工程数据中心为重要支撑的制造业创新网络，建立市场化的创新方向选择机制和鼓励创新的风险分担、利益共享机制。充分利用现有科技资源，围绕制造业重大共性需求，采取政府与社会合作、政产学研用产业创新战略联盟等新机制新模式，形成一批制造业创新中心(工业技术研究基地)，开展关键共性重大技术研究和产业化应用示范。建设一批促进制造业协同创新的公共服务平台，规范服务标准，开展技术研发、检验检测、技术评价、技术交易、质量认证、人才培训等专业化服务，促进科技成果转化和推广应用。建设重点领域制造业工程数据中心，为企业提供创新知识和工程数据的开放共享服务。面向制造业关键共性技术，建设一批重大科学研究和实验设施，提高核心企业系统集成能力，促进向价值链高端延伸。
专栏1制造业创新中心(工业技术研究基地)建设工程
围绕重点行业转型升级和新一代信息技术、智能制造、增材制造、新材料、生物医药等领域创新发展的重大共性需求，形成一批制造业创新中心(工业技术研究基地)，重点开展行业基础和共性关键技术研发、成果产业化、人才培训等工作。制定完善制造业创新中心遴选、考核、管理的标准和程序。
到2020年，重点形成15家左右制造业创新中心(工业
13 技术研究基地)，力争到2025年形成40家左右制造业创新中心(工业技术研究基地)。
加强标准体系建设。改革标准体系和标准化管理体制，组织实施制造业标准化提升计划，在智能制造等重点领域开展综合标准化工作。发挥企业在标准制定中的重要作用，支持组建重点领域标准推进联盟，建设标准创新研究基地，协同推进产品研发与标准制定。制定满足市场和创新需要的团体标准，建立企业产品和服务标准自我声明公开和监督制度。鼓励和支持企业、科研院所、行业组织等参与国际标准制定，加快我国标准国际化进程。大力推动国防装备采用先进的民用标准，推动军用技术标准向民用领域的转化和应用。做好标准的宣传贯彻，大力推动标准实施。
强化知识产权运用。加强制造业重点领域关键核心技术知识产权储备，构建产业化导向的专利组合和战略布局。鼓励和支持企业运用知识产权参与市场竞争，培育一批具备知识产权综合实力的优势企业，支持组建知识产权联盟，推动市场主体开展知识产权协同运用。稳妥推进国防知识产权解密和市场化应用。建立健全知识产权评议机制，鼓励和支持行业骨干企业与专业机构在重点领域合作开展专利评估、收购、运营、风险预警与应对。构建知识产权综合运用公共服务平台。鼓励开展跨国知识产权许可。研究制定降低中小企业知识产权申请、保护及维权成本的政策措施。
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(二)推进信息化与工业化深度融合。
加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，把智能制造作为两化深度融合的主攻方向;着力发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化，培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。
研究制定智能制造发展战略。编制智能制造发展规划，明确发展目标、重点任务和重大布局。加快制定智能制造技术标准，建立完善智能制造和两化融合管理标准体系。强化应用牵引，建立智能制造产业联盟，协同推动智能装备和产品研发、系统集成创新与产业化。促进工业互联网、云计算、大数据在企业研发设计、生产制造、经营管理、销售服务等全流程和全产业链的综合集成应用。加强智能制造工业控制系统网络安全保障能力建设，健全综合保障体系。
加快发展智能制造装备和产品。组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线，突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统、伺服电机及驱动器和减速器等智能核心装置，推进工程化和产业化。加快机械、航空、船舶、汽车、轻工、纺织、食品、电子等行业生产设备的智能化改造，提高精准制造、敏捷制造能力。统筹布局和推动智能交通工具、智能工程机械、服务机器人、智能家电、智能照明电器、可穿戴设备等产品研发和产业化。
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推进制造过程智能化。在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间，加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理、增材制造等技术和装备在生产过程中的应用，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制。加快产品全生命周期管理、客户关系管理、供应链管理系统的推广应用，促进集团管控、设计与制造、产供销一体、业务和财务衔接等关键环节集成，实现智能管控。加快民用爆炸物品、危险化学品、食品、印染、稀土、农药等重点行业智能检测监管体系建设，提高智能化水平。
深化互联网在制造领域的应用。制定互联网与制造业融合发展的路线图，明确发展方向、目标和路径。发展基于互联网的个性化定制、众包设计、云制造等新型制造模式，推动形成基于消费需求动态感知的研发、制造和产业组织方式。建立优势互补、合作共赢的开放型产业生态体系。加快开展物联网技术研发和应用示范，培育智能监测、远程诊断管理、全产业链追溯等工业互联网新应用。实施工业云及工业大数据创新应用试点，建设一批高质量的工业云服务和工业大数据平台，推动软件与服务、设计与制造资源、关键技术与标准的开放共享。
加强互联网基础设施建设。加强工业互联网基础设施建设规划与布局，建设低时延、高可靠、广覆盖的工业互联网。加快制造业集聚区光纤网、移动通信网和无线局域网的部署
16 和建设，实现信息网络宽带升级，提高企业宽带接入能力。针对信息物理系统网络研发及应用需求，组织开发智能控制系统、工业应用软件、故障诊断软件和相关工具、传感和通信系统协议，实现人、设备与产品的实时联通、精确识别、有效交互与智能控制。
专栏2智能制造工程
紧密围绕重点制造领域关键环节，开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用。支持政产学研用联合攻关，开发智能产品和自主可控的智能装置并实现产业化。依托优势企业，紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控制、供应链优化，建设重点领域智能工厂/数字化车间。在基础条件好、需求迫切的重点地区、行业和企业中，分类实施流程制造、离散制造、智能装备和产品、新业态新模式、智能化管理、智能化服务等试点示范及应用推广。建立智能制造标准体系和信息安全保障系统，搭建智能制造网络系统平台。
到2020年，制造业重点领域智能化水平显著提升，试点示范项目运营成本降低30%，产品生产周期缩短30%，不良品率降低30%。到2025年，制造业重点领域全面实现智能化，试点示范项目运营成本降低50%，产品生产周期缩短50%，不良品率降低50%。
(三)强化工业基础能力。
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核心基础零部件(元器件)、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础(以下统称“四基”)等工业基础能力薄弱，是制约我国制造业创新发展和质量提升的症结所在。要坚持问题导向、产需结合、协同创新、重点突破的原则，着力破解制约重点产业发展的瓶颈。
统筹推进“四基”发展。制定工业强基实施方案，明确重点方向、主要目标和实施路径。制定工业“四基”发展指导目录，发布工业强基发展报告，组织实施工业强基工程。统筹军民两方面资源，开展军民两用技术联合攻关，支持军民技术相互有效利用，促进基础领域融合发展。强化基础领域标准、计量体系建设，加快实施对标达标，提升基础产品的质量、可靠性和寿命。建立多部门协调推进机制，引导各类要素向基础领域集聚。
加强“四基”创新能力建设。强化前瞻性基础研究，着力解决影响核心基础零部件(元器件)产品性能和稳定性的关键共性技术。建立基础工艺创新体系，利用现有资源建立关键共性基础工艺研究机构，开展先进成型、加工等关键制造工艺联合攻关;支持企业开展工艺创新，培养工艺专业人才。加大基础专用材料研发力度，提高专用材料自给保障能力和制备技术水平。建立国家工业基础数据库，加强企业试验检测数据和计量数据的采集、管理、应用和积累。加大对“四基”领域技术研发的支持力度，引导产业投资基金和创
18 业投资基金投向“四基”领域重点项目。
推动整机企业和“四基”企业协同发展。注重需求侧激励，产用结合，协同攻关。依托国家科技计划(专项、基金等)和相关工程等，在数控机床、轨道交通装备、航空航天、发电设备等重点领域，引导整机企业和“四基”企业、高校、科研院所产需对接，建立产业联盟，形成协同创新、产用结合、以市场促基础产业发展的新模式，提升重大装备自主可控水平。开展工业强基示范应用，完善首台(套)、首批次政策，支持核心基础零部件(元器件)、先进基础工艺、关键基础材料推广应用。
专栏3工业强基工程
开展示范应用，建立奖励和风险补偿机制，支持核心基础零部件(元器件)、先进基础工艺、关键基础材料的首批次或跨领域应用。组织重点突破，针对重大工程和重点装备的关键技术和产品急需，支持优势企业开展政产学研用联合攻关，突破关键基础材料、核心基础零部件的工程化、产业化瓶颈。强化平台支撑，布局和组建一批"四基"研究中心，创建一批公共服务平台，完善重点产业技术基础体系。
到2020年，40%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障，受制于人的局面逐步缓解，航天装备、通信装备、发电与输变电设备、工程机械、轨道交通装备、家用电器等产业急需的核心基础零部件(元器件)和关键基础材料的先
19 进制造工艺得到推广应用。到2025年，70%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障，80种标志性先进工艺得到推广应用，部分达到国际领先水平，建成较为完善的产业技术基础服务体系，逐步形成整机牵引和基础支撑协调互动的产业创新发展格局。
(四)加强质量品牌建设。
提升质量控制技术，完善质量管理机制，夯实质量发展基础，优化质量发展环境，努力实现制造业质量大幅提升。鼓励企业追求卓越品质，形成具有自主知识产权的名牌产品，不断提升企业品牌价值和中国制造整体形象。
推广先进质量管理技术和方法。建设重点产品标准符合性认定平台，推动重点产品技术、安全标准全面达到国际先进水平。开展质量标杆和领先企业示范活动，普及卓越绩效、六西格玛、精益生产、质量诊断、质量持续改进等先进生产管理模式和方法。支持企业提高质量在线监测、在线控制和产品全生命周期质量追溯能力。组织开展重点行业工艺优化行动，提升关键工艺过程控制水平。开展质量管理小组、现场改进等群众性质量管理活动示范推广。加强中小企业质量管理，开展质量安全培训、诊断和辅导活动。
加快提升产品质量。实施工业产品质量提升行动计划，针对汽车、高档数控机床、轨道交通装备、大型成套技术装备、工程机械、特种设备、关键原材料、基础零部件、电子
20 元器件等重点行业，组织攻克一批长期困扰产品质量提升的关键共性质量技术，加强可靠性设计、试验与验证技术开发应用，推广采用先进成型和加工方法、在线检测装置、智能化生产和物流系统及检测设备等，使重点实物产品的性能稳定性、质量可靠性、环境适应性、使用寿命等指标达到国际同类产品先进水平。在食品、药品、婴童用品、家电等领域实施覆盖产品全生命周期的质量管理、质量自我声明和质量追溯制度，保障重点消费品质量安全。大力提高国防装备质量可靠性，增强国防装备实战能力。
完善质量监管体系。健全产品质量标准体系、政策规划体系和质量管理法律法规。加强关系民生和安全等重点领域的行业准入与市场退出管理。建立消费品生产经营企业产品事故强制报告制度，健全质量信用信息收集和发布制度，强化企业质量主体责任。将质量违法违规记录作为企业诚信评级的重要内容，建立质量黑名单制度，加大对质量违法和假冒品牌行为的打击和惩处力度。建立区域和行业质量安全预警制度，防范化解产品质量安全风险。严格实施产品“三包”、产品召回等制度。强化监管检查和责任追究，切实保护消费者权益。
夯实质量发展基础。制定和实施与国际先进水平接轨的制造业质量、安全、卫生、环保及节能标准。加强计量科技基础及前沿技术研究，建立一批制造业发展急需的高准确度、
21 高稳定性计量基标准，提升与制造业相关的国家量传溯源能力。加强国家产业计量测试中心建设，构建国家计量科技创新体系。完善检验检测技术保障体系，建设一批高水平的工业产品质量控制和技术评价实验室、产品质量监督检验中心，鼓励建立专业检测技术联盟。完善认证认可管理模式，提高强制性产品认证的有效性，推动自愿性产品认证健康发展，提升管理体系认证水平，稳步推进国际互认。支持行业组织发布自律规范或公约，开展质量信誉承诺活动。
推进制造业品牌建设。引导企业制定品牌管理体系，围绕研发创新、生产制造、质量管理和营销服务全过程，提升内在素质，夯实品牌发展基础。扶持一批品牌培育和运营专业服务机构，开展品牌管理咨询、市场推广等服务。健全集体商标、证明商标注册管理制度。打造一批特色鲜明、竞争力强、市场信誉好的产业集群区域品牌。建设品牌文化，引导企业增强以质量和信誉为核心的品牌意识，树立品牌消费理念，提升品牌附加值和软实力。加速我国品牌价值评价国际化进程，充分发挥各类媒体作用，加大中国品牌宣传推广力度，树立中国制造品牌良好形象。
(五)全面推行绿色制造。
加大先进节能环保技术、工艺和装备的研发力度，加快制造业绿色改造升级;积极推行低碳化、循环化和集约化，提高制造业资源利用效率;强化产品全生命周期绿色管理，
22 努力构建高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系。
加快制造业绿色改造升级。全面推进钢铁、有色、化工、建材、轻工、印染等传统制造业绿色改造，大力研发推广余热余压回收、水循环利用、重金属污染减量化、有毒有害原料替代、废渣资源化、脱硫脱硝除尘等绿色工艺技术装备，加快应用清洁高效铸造、锻压、焊接、表面处理、切削等加工工艺，实现绿色生产。加强绿色产品研发应用，推广轻量化、低功耗、易回收等技术工艺，持续提升电机、锅炉、内燃机及电器等终端用能产品能效水平，加快淘汰落后机电产品和技术。积极引领新兴产业高起点绿色发展，大幅降低电子信息产品生产、使用能耗及限用物质含量，建设绿色数据中心和绿色基站，大力促进新材料、新能源、高端装备、生物产业绿色低碳发展。
推进资源高效循环利用。支持企业强化技术创新和管理，增强绿色精益制造能力，大幅降低能耗、物耗和水耗水平。持续提高绿色低碳能源使用比率，开展工业园区和企业分布式绿色智能微电网建设，控制和削减化石能源消费量。全面推行循环生产方式，促进企业、园区、行业间链接共生、原料互供、资源共享。推进资源再生利用产业规范化、规模化发展，强化技术装备支撑，提高大宗工业固体废弃物、废旧金属、废弃电器电子产品等综合利用水平。大力发展再制造产业，实施高端再制造、智能再制造、在役再制造，推进产
23 品认定，促进再制造产业持续健康发展。
积极构建绿色制造体系。支持企业开发绿色产品，推行生态设计，显著提升产品节能环保低碳水平，引导绿色生产和绿色消费。建设绿色工厂，实现厂房集约化、原料无害化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化。发展绿色园区，推进工业园区产业耦合，实现近零排放。打造绿色供应链，加快建立以资源节约、环境友好为导向的采购、生产、营销、回收及物流体系，落实生产者责任延伸制度。壮大绿色企业，支持企业实施绿色战略、绿色标准、绿色管理和绿色生产。强化绿色监管，健全节能环保法规、标准体系，加强节能环保监察，推行企业社会责任报告制度，开展绿色评价。
专栏4绿色制造工程
组织实施传统制造业能效提升、清洁生产、节水治污、循环利用等专项技术改造。开展重大节能环保、资源综合利用、再制造、低碳技术产业化示范。实施重点区域、流域、行业清洁生产水平提升计划，扎实推进大气、水、土壤污染源头防治专项。制定绿色产品、绿色工厂、绿色园区、绿色企业标准体系，开展绿色评价。
到2020年，建成千家绿色示范工厂和百家绿色示范园区，部分重化工行业能源资源消耗出现拐点，重点行业主要污染物排放强度下降20%。到2025年，制造业绿色发展和主要产品单耗达到世界先进水平，绿色制造体系基本建立。
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(六)大力推动重点领域突破发展。
瞄准新一代信息技术、高端装备、新材料、生物医药等战略重点，引导社会各类资源集聚，推动优势和战略产业快速发展。
1.新一代信息技术产业。
集成电路及专用装备。着力提升集成电路设计水平，不断丰富知识产权(IP)核和设计工具，突破关系国家信息与网络安全及电子整机产业发展的核心通用芯片，提升国产芯片的应用适配能力。掌握高密度封装及三维(3D)微组装技术，提升封装产业和测试的自主发展能力。形成关键制造装备供货能力。
信息通信设备。掌握新型计算、高速互联、先进存储、体系化安全保障等核心技术，全面突破第五代移动通信(5G)技术、核心路由交换技术、超高速大容量智能光传输技术、“未来网络”核心技术和体系架构，积极推动量子计算、神经网络等发展。研发高端服务器、大容量存储、新型路由交换、新型智能终端、新一代基站、网络安全等设备，推动核心信息通信设备体系化发展与规模化应用。
操作系统及工业软件。开发安全领域操作系统等工业基础软件。突破智能设计与仿真及其工具、制造物联与服务、工业大数据处理等高端工业软件核心技术，开发自主可控的高端工业平台软件和重点领域应用软件，建立完善工业软件
25 集成标准与安全测评体系。推进自主工业软件体系化发展和产业化应用。
2.高档数控机床和机器人。
高档数控机床。开发一批精密、高速、高效、柔性数控机床与基础制造装备及集成制造系统。加快高档数控机床、增材制造等前沿技术和装备的研发。以提升可靠性、精度保持性为重点，开发高档数控系统、伺服电机、轴承、光栅等主要功能部件及关键应用软件，加快实现产业化。加强用户工艺验证能力建设。
机器人。围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等工业机器人、特种机器人，以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求，积极研发新产品，促进机器人标准化、模块化发展，扩大市场应用。突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。
3.航空航天装备。
航空装备。加快大型飞机研制，适时启动宽体客机研制，鼓励国际合作研制重型直升机;推进干支线飞机、直升机、无人机和通用飞机产业化。突破高推重比、先进涡桨(轴)发动机及大涵道比涡扇发动机技术，建立发动机自主发展工业体系。开发先进机载设备及系统，形成自主完整的航空产业链。
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航天装备。发展新一代运载火箭、重型运载器，提升进入空间能力。加快推进国家民用空间基础设施建设，发展新型卫星等空间平台与有效载荷、空天地宽带互联网系统，形成长期持续稳定的卫星遥感、通信、导航等空间信息服务能力。推动载人航天、月球探测工程，适度发展深空探测。推进航天技术转化与空间技术应用。
4.海洋工程装备及高技术船舶。
大力发展深海探测、资源开发利用、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备。推动深海空间站、大型浮式结构物的开发和工程化。形成海洋工程装备综合试验、检测与鉴定能力，提高海洋开发利用水平。突破豪华邮轮设计建造技术，全面提升液化天然气船等高技术船舶国际竞争力，掌握重点配套设备集成化、智能化、模块化设计制造核心技术。
5.先进轨道交通装备。
加快新材料、新技术和新工艺的应用，重点突破体系化安全保障、节能环保、数字化智能化网络化技术，研制先进可靠适用的产品和轻量化、模块化、谱系化产品。研发新一代绿色智能、高速重载轨道交通装备系统，围绕系统全寿命周期，向用户提供整体解决方案，建立世界领先的现代轨道交通产业体系。
6.节能与新能源汽车。
继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展，掌握汽车低碳
27 化、信息化、智能化核心技术，提升动力电池、驱动电机、高效内燃机、先进变速器、轻量化材料、智能控制等核心技术的工程化和产业化能力，形成从关键零部件到整车的完整工业体系和创新体系，推动自主品牌节能与新能源汽车同国际先进水平接轨。
7.电力装备。
推动大型高效超净排放煤电机组产业化和示范应用，进一步提高超大容量水电机组、核电机组、重型燃气轮机制造水平。推进新能源和可再生能源装备、先进储能装置、智能电网用输变电及用户端设备发展。突破大功率电力电子器件、高温超导材料等关键元器件和材料的制造及应用技术，形成产业化能力。
8.农机装备。
重点发展粮、棉、油、糖等大宗粮食和战略性经济作物育、耕、种、管、收、运、贮等主要生产过程使用的先进农机装备，加快发展大型拖拉机及其复式作业机具、大型高效联合收割机等高端农业装备及关键核心零部件。提高农机装备信息收集、智能决策和精准作业能力，推进形成面向农业生产的信息化整体解决方案。
9.新材料。
以特种金属功能材料、高性能结构材料、功能性高分子材料、特种无机非金属材料和先进复合材料为发展重点，加
28 快研发先进熔炼、凝固成型、气相沉积、型材加工、高效合成等新材料制备关键技术和装备，加强基础研究和体系建设，突破产业化制备瓶颈。积极发展军民共用特种新材料，加快技术双向转移转化，促进新材料产业军民融合发展。高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响，做好超导材料、纳米材料、石墨烯、生物基材料等战略前沿材料提前布局和研制。加快基础材料升级换代。
10.生物医药及高性能医疗器械。
发展针对重大疾病的化学药、中药、生物技术药物新产品，重点包括新机制和新靶点化学药、抗体药物、抗体偶联药物、全新结构蛋白及多肽药物、新型疫苗、临床优势突出的创新中药及个性化治疗药物。提高医疗器械的创新能力和产业化水平，重点发展影像设备、医用机器人等高性能诊疗设备，全降解血管支架等高值医用耗材，可穿戴、远程诊疗等移动医疗产品。实现生物3D打印、诱导多能干细胞等新技术的突破和应用。
专栏5高端装备创新工程
组织实施大型飞机、航空发动机及燃气轮机、民用航天、智能绿色列车、节能与新能源汽车、海洋工程装备及高技术船舶、智能电网成套装备、高档数控机床、核电装备、高端诊疗设备等一批创新和产业化专项、重大工程。开发一批标志性、带动性强的重点产品和重大装备，提升自主设计水平
29 和系统集成能力，突破共性关键技术与工程化、产业化瓶颈，组织开展应用试点和示范，提高创新发展能力和国际竞争力，抢占竞争制高点。
到2020年，上述领域实现自主研制及应用。到2025年，自主知识产权高端装备市场占有率大幅提升，核心技术对外依存度明显下降，基础配套能力显著增强，重要领域装备达到国际领先水平。
(七)深入推进制造业结构调整。
推动传统产业向中高端迈进，逐步化解过剩产能，促进大企业与中小企业协调发展，进一步优化制造业布局。
持续推进企业技术改造。明确支持战略性重大项目和高端装备实施技术改造的政策方向，稳定中央技术改造引导资金规模，通过贴息等方式，建立支持企业技术改造的长效机制。推动技术改造相关立法，强化激励约束机制，完善促进企业技术改造的政策体系。支持重点行业、高端产品、关键环节进行技术改造，引导企业采用先进适用技术，优化产品结构，全面提升设计、制造、工艺、管理水平，促进钢铁、石化、工程机械、轻工、纺织等产业向价值链高端发展。研究制定重点产业技术改造投资指南和重点项目导向计划，吸引社会资金参与，优化工业投资结构。围绕两化融合、节能降耗、质量提升、安全生产等传统领域改造，推广应用新技术、新工艺、新装备、新材料，提高企业生产技术水平和效
30 益。
稳步化解产能过剩矛盾。加强和改善宏观调控，按照“消化一批、转移一批、整合一批、淘汰一批”的原则，分业分类施策，有效化解产能过剩矛盾。加强行业规范和准入管理，推动企业提升技术装备水平，优化存量产能。加强对产能严重过剩行业的动态监测分析，建立完善预警机制，引导企业主动退出过剩行业。切实发挥市场机制作用，综合运用法律、经济、技术及必要的行政手段，加快淘汰落后产能。
促进大中小企业协调发展。强化企业市场主体地位，支持企业间战略合作和跨行业、跨区域兼并重组，提高规模化、集约化经营水平，培育一批核心竞争力强的企业集团。激发中小企业创业创新活力，发展一批主营业务突出、竞争力强、成长性好、专注于细分市场的专业化“小巨人”企业。发挥中外中小企业合作园区示范作用，利用双边、多边中小企业合作机制，支持中小企业走出去和引进来。引导大企业与中小企业通过专业分工、服务外包、订单生产等多种方式，建立协同创新、合作共赢的协作关系。推动建设一批高水平的中小企业集群。
优化制造业发展布局。落实国家区域发展总体战略和主体功能区规划，综合考虑资源能源、环境容量、市场空间等因素，制定和实施重点行业布局规划，调整优化重大生产力布局。完善产业转移指导目录，建设国家产业转移信息服务
31 平台，创建一批承接产业转移示范园区，引导产业合理有序转移，推动东中西部制造业协调发展。积极推动京津冀和长江经济带产业协同发展。按照新型工业化的要求，改造提升现有制造业集聚区，推动产业集聚向产业集群转型升级。建设一批特色和优势突出、产业链协同高效、核心竞争力强、公共服务体系健全的新型工业化示范基地。
(八)积极发展服务型制造和生产性服务业。
加快制造与服务的协同发展，推动商业模式创新和业态创新，促进生产型制造向服务型制造转变。大力发展与制造业紧密相关的生产性服务业，推动服务功能区和服务平台建设。
推动发展服务型制造。研究制定促进服务型制造发展的指导意见，实施服务型制造行动计划。开展试点示范，引导和支持制造业企业延伸服务链条，从主要提供产品制造向提供产品和服务转变。鼓励制造业企业增加服务环节投入，发展个性化定制服务、全生命周期管理、网络精准营销和在线支持服务等。支持有条件的企业由提供设备向提供系统集成总承包服务转变，由提供产品向提供整体解决方案转变。鼓励优势制造业企业“裂变”专业优势，通过业务流程再造，面向行业提供社会化、专业化服务。支持符合条件的制造业企业建立企业财务公司、金融租赁公司等金融机构，推广大型制造设备、生产线等融资租赁服务。
32
加快生产性服务业发展。大力发展面向制造业的信息技术服务，提高重点行业信息应用系统的方案设计、开发、综合集成能力。鼓励互联网等企业发展移动电子商务、在线定制、线上到线下等创新模式，积极发展对产品、市场的动态监控和预测预警等业务，实现与制造业企业的无缝对接，创新业务协作流程和价值创造模式。加快发展研发设计、技术转移、创业孵化、知识产权、科技咨询等科技服务业，发展壮大第三方物流、节能环保、检验检测认证、电子商务、服务外包、融资租赁、人力资源服务、售后服务、品牌建设等生产性服务业，提高对制造业转型升级的支撑能力。
强化服务功能区和公共服务平台建设。建设和提升生产性服务业功能区，重点发展研发设计、信息、物流、商务、金融等现代服务业，增强辐射能力。依托制造业集聚区，建设一批生产性服务业公共服务平台。鼓励东部地区企业加快制造业服务化转型，建立生产服务基地。支持中西部地区发展具有特色和竞争力的生产性服务业，加快产业转移承接地服务配套设施和能力建设，实现制造业和服务业协同发展。
(九)提高制造业国际化发展水平。
统筹利用两种资源、两个市场，实行更加积极的开放战略，将引进来与走出去更好结合，拓展新的开放领域和空间，提升国际合作的水平和层次，推动重点产业国际化布局，引导企业提高国际竞争力。
33
提高利用外资与国际合作水平。进一步放开一般制造业，优化开放结构，提高开放水平。引导外资投向新一代信息技术、高端装备、新材料、生物医药等高端制造领域，鼓励境外企业和科研机构在我国设立全球研发机构。支持符合条件的企业在境外发行股票、债券，鼓励与境外企业开展多种形式的技术合作。
提升跨国经营能力和国际竞争力。支持发展一批跨国公司，通过全球资源利用、业务流程再造、产业链整合、资本市场运作等方式，加快提升核心竞争力。支持企业在境外开展并购和股权投资、创业投资，建立研发中心、实验基地和全球营销及服务体系;依托互联网开展网络协同设计、精准营销、增值服务创新、媒体品牌推广等，建立全球产业链体系，提高国际化经营能力和服务水平。鼓励优势企业加快发展国际总承包、总集成。引导企业融入当地文化，增强社会责任意识，加强投资和经营风险管理，提高企业境外本土化能力。
深化产业国际合作，加快企业走出去。加强顶层设计，制定制造业走出去发展总体战略，建立完善统筹协调机制。积极参与和推动国际产业合作，贯彻落实丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路等重大战略部署，加快推进与周边国家互联互通基础设施建设，深化产业合作。发挥沿边开放优势，在有条件的国家和地区建设一批境外制造业合作园区。坚持
34 政府推动、企业主导，创新商业模式，鼓励高端装备、先进技术、优势产能向境外转移。加强政策引导，推动产业合作由加工制造环节为主向合作研发、联合设计、市场营销、品牌培育等高端环节延伸，提高国际合作水平。创新加工贸易模式，延长加工贸易国内增值链条，推动加工贸易转型升级。
四、战略支撑与保障
建设制造强国，必须发挥制度优势，动员各方面力量，进一步深化改革，完善政策措施，建立灵活高效的实施机制，营造良好环境;必须培育创新文化和中国特色制造文化，推动制造业由大变强。
(一)深化体制机制改革。
全面推进依法行政，加快转变政府职能，创新政府管理方式，加强制造业发展战略、规划、政策、标准等制定和实施，强化行业自律和公共服务能力建设，提高产业治理水平。简政放权，深化行政审批制度改革，规范审批事项，简化程序，明确时限;适时修订政府核准的投资项目目录，落实企业投资主体地位。完善政产学研用协同创新机制，改革技术创新管理体制机制和项目经费分配、成果评价和转化机制，促进科技成果资本化、产业化，激发制造业创新活力。加快生产要素价格市场化改革，完善主要由市场决定价格的机制，合理配置公共资源;推行节能量、碳排放权、排污权、水权交易制度改革，加快资源税从价计征，推动环境保护费改税。
35 深化国有企业改革，完善公司治理结构，有序发展混合所有制经济，进一步破除各种形式的行业垄断，取消对非公有制经济的不合理限制。稳步推进国防科技工业改革，推动军民融合深度发展。健全产业安全审查机制和法规体系，加强关系国民经济命脉和国家安全的制造业重要领域投融资、并购重组、招标采购等方面的安全审查。
(二)营造公平竞争市场环境。
深化市场准入制度改革，实施负面清单管理，加强事中事后监管，全面清理和废止不利于全国统一市场建设的政策措施。实施科学规范的行业准入制度，制定和完善制造业节能节地节水、环保、技术、安全等准入标准，加强对国家强制性标准实施的监督检查，统一执法，以市场化手段引导企业进行结构调整和转型升级。切实加强监管，打击制售假冒伪劣行为，严厉惩处市场垄断和不正当竞争行为，为企业创造良好生产经营环境。加快发展技术市场，健全知识产权创造、运用、管理、保护机制。完善淘汰落后产能工作涉及的职工安置、债务清偿、企业转产等政策措施，健全市场退出机制。进一步减轻企业负担，实施涉企收费清单制度，建立全国涉企收费项目库，取缔各种不合理收费和摊派，加强监督检查和问责。推进制造业企业信用体系建设，建设中国制造信用数据库，建立健全企业信用动态评价、守信激励和失信惩戒机制。强化企业社会责任建设，推行企业产品标准、
36 质量、安全自我声明和监督制度。
(三)完善金融扶持政策。
深化金融领域改革，拓宽制造业融资渠道，降低融资成本。积极发挥政策性金融、开发性金融和商业金融的优势，加大对新一代信息技术、高端装备、新材料等重点领域的支持力度。支持中国进出口银行在业务范围内加大对制造业走出去的服务力度，鼓励国家开发银行增加对制造业企业的贷款投放，引导金融机构创新符合制造业企业特点的产品和业务。健全多层次资本市场，推动区域性股权市场规范发展，支持符合条件的制造业企业在境内外上市融资、发行各类债务融资工具。引导风险投资、私募股权投资等支持制造业企业创新发展。鼓励符合条件的制造业贷款和租赁资产开展证券化试点。支持重点领域大型制造业企业集团开展产融结合试点，通过融资租赁方式促进制造业转型升级。探索开发适合制造业发展的保险产品和服务，鼓励发展贷款保证保险和信用保险业务。在风险可控和商业可持续的前提下，通过内保外贷、外汇及人民币贷款、债权融资、股权融资等方式，加大对制造业企业在境外开展资源勘探开发、设立研发中心和高技术企业以及收购兼并等的支持力度。
(四)加大财税政策支持力度。
充分利用现有渠道，加强财政资金对制造业的支持，重点投向智能制造、“四基”发展、高端装备等制造业转型升
37 级的关键领域，为制造业发展创造良好政策环境。运用政府和社会资本合作(PPP)模式，引导社会资本参与制造业重大项目建设、企业技术改造和关键基础设施建设。创新财政资金支持方式，逐步从“补建设”向“补运营”转变，提高财政资金使用效益。深化科技计划(专项、基金等)管理改革，支持制造业重点领域科技研发和示范应用，促进制造业技术创新、转型升级和结构布局调整。完善和落实支持创新的政府采购政策，推动制造业创新产品的研发和规模化应用。落实和完善使用首台(套)重大技术装备等鼓励政策，健全研制、使用单位在产品创新、增值服务和示范应用等环节的激励约束机制。实施有利于制造业转型升级的税收政策，推进增值税改革，完善企业研发费用计核方法，切实减轻制造业企业税收负担。
(五)健全多层次人才培养体系。
加强制造业人才发展统筹规划和分类指导，组织实施制造业人才培养计划，加大专业技术人才、经营管理人才和技能人才的培养力度，完善从研发、转化、生产到管理的人才培养体系。以提高现代经营管理水平和企业竞争力为核心，实施企业经营管理人才素质提升工程和国家中小企业银河培训工程，培养造就一批优秀企业家和高水平经营管理人才。以高层次、急需紧缺专业技术人才和创新型人才为重点，实施专业技术人才知识更新工程和先进制造卓越工程师培养
38 计划，在高等学校建设一批工程创新训练中心，打造高素质专业技术人才队伍。强化职业教育和技能培训，引导一批普通本科高等学校向应用技术类高等学校转型，建立一批实训基地，开展现代学徒制试点示范，形成一支门类齐全、技艺精湛的技术技能人才队伍。鼓励企业与学校合作，培养制造业急需的科研人员、技术技能人才与复合型人才，深化相关领域工程博士、硕士专业学位研究生招生和培养模式改革，积极推进产学研结合。加强产业人才需求预测，完善各类人才信息库，构建产业人才水平评价制度和信息发布平台。建立人才激励机制，加大对优秀人才的表彰和奖励力度。建立完善制造业人才服务机构，健全人才流动和使用的体制机制。采取多种形式选拔各类优秀人才重点是专业技术人才到国外学习培训，探索建立国际培训基地。加大制造业引智力度，引进领军人才和紧缺人才。
(六)完善中小微企业政策。
落实和完善支持小微企业发展的财税优惠政策，优化中小企业发展专项资金使用重点和方式。发挥财政资金杠杆撬动作用，吸引社会资本，加快设立国家中小企业发展基金。支持符合条件的民营资本依法设立中小型银行等金融机构，鼓励商业银行加大小微企业金融服务专营机构建设力度，建立完善小微企业融资担保体系，创新产品和服务。加快构建中小微企业征信体系，积极发展面向小微企业的融资租赁、
39 知识产权质押贷款、信用保险保单质押贷款等。建设完善中小企业创业基地，引导各类创业投资基金投资小微企业。鼓励大学、科研院所、工程中心等对中小企业开放共享各种实(试)验设施。加强中小微企业综合服务体系建设，完善中小微企业公共服务平台网络，建立信息互联互通机制，为中小微企业提供创业、创新、融资、咨询、培训、人才等专业化服务。
(七)进一步扩大制造业对外开放。
深化外商投资管理体制改革，建立外商投资准入前国民待遇加负面清单管理机制，落实备案为主、核准为辅的管理模式，营造稳定、透明、可预期的营商环境。全面深化外汇管理、海关监管、检验检疫管理改革，提高贸易投资便利化水平。进一步放宽市场准入，修订钢铁、化工、船舶等产业政策，支持制造业企业通过委托开发、专利授权、众包众创等方式引进先进技术和高端人才，推动利用外资由重点引进技术、资金、设备向合资合作开发、对外并购及引进领军人才转变。加强对外投资立法，强化制造业企业走出去法律保障，规范企业境外经营行为，维护企业合法权益。探索利用产业基金、国有资本收益等渠道支持高铁、电力装备、汽车、工程施工等装备和优势产能走出去，实施海外投资并购。加快制造业走出去支撑服务机构建设和水平提升，建立制造业对外投资公共服务平台和出口产品技术性贸易服务平台，完
40 善应对贸易摩擦和境外投资重大事项预警协调机制。
(八)健全组织实施机制。
成立国家制造强国建设领导小组，由国务院领导同志担任组长，成员由国务院相关部门和单位负责同志担任。领导小组主要职责是：统筹协调制造强国建设全局性工作，审议重大规划、重大政策、重大工程专项、重大问题和重要工作安排，加强战略谋划，指导部门、地方开展工作。领导小组办公室设在工业和信息化部，承担领导小组日常工作。设立制造强国建设战略咨询委员会，研究制造业发展的前瞻性、战略性重大问题，对制造业重大决策提供咨询评估。支持包括社会智库、企业智库在内的多层次、多领域、多形态的中国特色新型智库建设，为制造强国建设提供强大智力支持。建立《中国制造2025》任务落实情况督促检查和第三方评价机制，完善统计监测、绩效评估、动态调整和监督考核机制。建立《中国制造2025》中期评估机制，适时对目标任务进行必要调整。
各地区、各部门要充分认识建设制造强国的重大意义，加强组织领导，健全工作机制，强化部门协同和上下联动。各地区要结合当地实际，研究制定具体实施方案，细化政策措施，确保各项任务落实到位。工业和信息化部要会同相关部门加强跟踪分析和督促指导，重大事项及时向国务院报告。
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