复合材料自由曲面光学元件是激光器光学系统和各种小型卫星、侦察相机、天体监视器和拦截器等空间成像光学系统的关键零件，在航空航天、国防、生物医学等重要的工程领域有着日益增长的应用需求，与传统球面或者非球面相比，自由曲面具有设计自由度高、简化系统结构、光学性能强等优点。针对航空航天、国防、生物医学等对复合材料自由曲面零件制造技术的重大需求，深入研究复合材料（金属、陶瓷和聚合物等）自由曲面零件制造中的关键基础科学问题，对复合材料自由曲面零件抛光进行理论研究、加工、测量与实验验证，研制新型抛光工具系统及新工艺，揭示其制造机理与机制，掌握高效、精密加工工艺与技术，增强复合材料自由曲面器件制造的自主创新能力，解决抛光技术瓶颈，打破国外技术垄断，推动我国复合材料自由曲面零件制造研究向纵深发展。