金屬3D打印的主要材料——金屬粉末，其制備技術(shù)直接影響打印質(zhì)量。主流工藝包括氬氣霧化法和等離子旋轉(zhuǎn)電極法（PREP）。氬氣霧化法通過高速氣流沖擊金屬液流，生成粒徑分布較寬的粉末，成本較低但易產(chǎn)生空心粉和衛(wèi)星粉。而PREP法利用等離子電弧熔化金屬棒料，通過離心力甩出液滴形成球形粉末，其氧含量可控制在0.01%以下，球形度高達98%以上，適用于航空航天等高精度領(lǐng)域。例如，某企業(yè)采用PREP法生產(chǎn)的鈦合金粉末，其疲勞強度較傳統(tǒng)工藝提升20%，但設(shè)備成本是氣霧化法的3倍。316L不銹鋼粉末在激光粉末床熔融（LPBF）過程中易產(chǎn)生匙孔效應(yīng)影響表面質(zhì)量。天津鋁合金粉末廠家

3D打印固體氧化物燃料電池（SOFC）的鎳-YSZ陽極，多孔結(jié)構(gòu)使電化學(xué)反應(yīng)表面積增加5倍，輸出功率密度達1.2W/cm2（傳統(tǒng)工藝0.8W/cm2）。氫能領(lǐng)域，鈦基雙極板通過內(nèi)部流道拓撲優(yōu)化，使燃料電池堆體積減少30%。美國Relativity Space打印的液態(tài)甲烷/液氧火箭發(fā)動機，采用鉻鎳鐵合金內(nèi)襯與銅合金冷卻通道一體成型，燃燒效率提升至99.8%。但高溫燃料電池的長期穩(wěn)定性需驗證：3D打印件的熱循環(huán)壽命（＞5000次）較傳統(tǒng)工藝低20%，需通過摻雜氧化鈰納米顆粒改善。 黑龍江粉末品牌金屬粘結(jié)劑噴射成型技術(shù)（BJT）通過逐層粘接和后續(xù)燒結(jié)實現(xiàn)近凈成形制造。

鈷鉻合金（如CoCrMo）因高耐磨性、無鎳毒性，成為牙科冠橋、骨科關(guān)節(jié)的優(yōu)先材料。傳統(tǒng)鑄造工藝易導(dǎo)致成分偏析，而3D打印鈷鉻合金粉末通過逐層堆積，可實現(xiàn)個性化適配。例如，某品牌3D打印鈷鉻合金牙冠，通過患者口腔掃描數(shù)據(jù)直接成型，邊緣密合度＜50μm，使用壽命較傳統(tǒng)工藝延長3倍。在骨科領(lǐng)域，某醫(yī)院采用3D打印鈷鉻合金膝關(guān)節(jié)假體，通過多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計促進骨長入，術(shù)后發(fā)病率從2%降至0.3%。但鈷鉻合金粉末硬度高（HRC 35-40），需采用高功率激光器（≥500W）才能完全熔化，設(shè)備成本較高。

納米級金屬粉末（粒徑＜100nm）可實現(xiàn)超高分辨率打?。▽雍瘢?μm），用于微機電系統(tǒng)（MEMS）和醫(yī)療微型傳感器。例如，納米銀粉打印的柔性電路導(dǎo)電性接近塊體銀，但成本是傳統(tǒng)蝕刻工藝的3倍。主要瓶頸是納米粉的高活性：比表面積大導(dǎo)致易氧化（如鋁粉自燃），需通過表面包覆（如二氧化硅涂層）或惰性氣體封裝儲存。此外，納米顆粒吸入危害大，需配備N99級防護的封閉式打印系統(tǒng)。日本JFE鋼鐵已開發(fā)納米鐵粉的穩(wěn)定制備工藝，未來或推動微型軸承和精密模具制造。

3D打印鎢-錸合金（W-25Re）噴管可耐受3200℃高溫燃氣，較傳統(tǒng)鉬基合金壽命延長5倍。SpaceX的SuperDraco發(fā)動機采用SLM打印的Inconel 718燃燒室，內(nèi)部集成500條微冷卻通道（直徑0.3mm），使比沖提升至290s。關(guān)鍵技術(shù)包括：① 使用500W近紅外激光（波長1070nm）增強鎢粉吸收率；② 基板預(yù)熱至1200℃減少熱應(yīng)力；③ 氬-氫混合保護氣體抑制氧化。俄羅斯托木斯克理工大學(xué)開發(fā)的電子束懸浮熔煉技術(shù)，可直接在真空環(huán)境中打印純鎢部件，密度達99.98%，但成本為常規(guī)SLM的3倍。粉末冶金技術(shù)中的等靜壓成型工藝可制備具有各向同性特征的金屬預(yù)成型坯。遼寧鋁合金粉末咨詢

水霧化法生產(chǎn)的316L不銹鋼粉末成本較低，但流動性略遜于氣霧化制備的粉末。天津鋁合金粉末廠家

通過原位合金化技術(shù)，3D打印可制造組分連續(xù)變化的梯度材料。例如，NASA的GRX-810合金在打印過程中梯度摻入0.5%-2%氧化釔顆粒，使高溫抗氧化性提升100倍，用于超音速燃燒室襯套。另一案例是銅-鉬梯度熱沉：銅端熱導(dǎo)率380W/mK，鉬端熔點2620℃，界面通過過渡層（添加0.1%釩）實現(xiàn)無缺陷結(jié)合。挑戰(zhàn)在于元素擴散控制：需在單道熔池內(nèi)實現(xiàn)成分精確混合，激光掃描策略采用螺旋漸變路徑，能量密度從200J/mm3逐步調(diào)整至500J/mm3。德國Fraunhofer研究所已成功打印出熱膨脹系數(shù)梯度變化的衛(wèi)星支架，溫差適應(yīng)范圍擴展至-180℃~300℃。天津鋁合金粉末廠家