增材制造成形工艺及装备研究
(1) 粉体材料加工成型和工程化技术
研究材料性能与打印参数之间的关系，重点研究材料性能对复杂性、致密度、强度、精度和表面光洁度的影响；研究预热、局域挥发、氧化、过程间效应、环境影响等对成型件热性能和力学性能的影响，优化不同材料的打印过程参数；针对金属结构件3D打印需求，研究合金粉体成型过程中热应力控制及变形开裂预防、组织性能调控等关键工艺技术，研究金属打印件冷却结晶过程晶体粗大、枝晶等现象及对材料性能的影响。突破大型高精度高强度工程塑料/树脂制品成形、彩色材料成形技术中温度场控制、变形控制、材料组份控制等增材制造工艺技术，研究材料性能对成型工艺的影响及其与铸造、锻造和机械加工等传统制造工艺相结合技术；依据增材制造过程中陶瓷成型特性对先进陶瓷粉体材料的结构-功能特性需求，建立不同粉体的烧结条件与陶瓷颗粒物性参数、晶体学参量的筛选、体系匹配准则。
(2) 多材料协同打印和复合材料成形技术
通过多种材料组合打印实现零件的复合化及功能化，研究不同材料协同成型技术及其控制参数优化，针对协同打印需求，开发兼容的高分子、金属和陶瓷成型材料及工艺，包括多材料复合熔融成形、电化学沉积等材料和技术；依据现有的仿生模型研究多维多尺度的仿生结构制造技术；针对功能梯度材料的制备需求，研究材料种类、工艺参数数控代码等控制技术；复合材料固化过程模拟与优化技术，复合材料固化反应动力学，固化过程优化技术；研究组织与结构一体化增材制造技术，实现控形和控性同步制造。增材制造在微型传感器领域及日常消费品制造等领域的应用研究。
(3) 3D微打印技术及增材制造装备用核心部件
主要针对高精度、多材料和功能梯度结构打印需求，研究送粉/送丝新型增材制造装备，重点研究3D喷涂设备和阵列式高精度喷嘴/喷头等核心器件，包括材料、加工工艺和交互式控制技术，大幅提升增材制造效率、精度、工艺稳定性、可靠性。研究阵列式三维“直写”微纳结构制造装备和技术，实现更小精度的的增材制造。