3D打印多孔鉭金屬植入體通過(guò)仿骨小梁結(jié)構(gòu)（孔隙率70%-80%），彈性模量匹配人體骨骼（3-30GPa），促進(jìn)骨整合。美國(guó)4WEB Medical的脊柱融合器采用梯度孔隙設(shè)計(jì)，術(shù)后6個(gè)月骨長(zhǎng)入率達(dá)95%。另一突破是鎂合金（WE43）可降解血管支架：通過(guò)調(diào)整激光功率（50-80W）控制降解速率，6個(gè)月內(nèi)完全吸收，避免二次手術(shù)。挑戰(zhàn)在于金屬離子釋放控制：FDA要求鎂支架的氫氣釋放速率＜0.01mL/cm2/day，需表面涂覆聚乳酸-羥基乙酸（PLGA）膜層，工藝復(fù)雜度增加50%。

金屬粉末的球形度直接影響鋪粉均勻性和打印質(zhì)量。球形顆粒（球形度＞95%）流動(dòng)性更佳，可通過(guò)霍爾流量計(jì)測(cè)試（如鈦粉流速≤25s/50g）。非球形粉末易在鋪粉過(guò)程中形成空隙，導(dǎo)致層間結(jié)合力下降，零件抗拉強(qiáng)度降低10%-30%。此外，衛(wèi)星粉（小顆粒附著在大顆粒表面）需通過(guò)等離子球化處理去除，否則會(huì)阻礙激光能量吸收。以鋁合金AlSi10Mg為例，球形粉末的堆積密度可達(dá)理論值的60%，而不規(guī)則粉末40%，明顯影響終致密度（需＞99.5%才能滿足航空標(biāo)準(zhǔn)）。因此，粉末形態(tài)是材料認(rèn)證的主要指標(biāo)之一。黑龍江冶金粉末廠家再生金屬粉末技術(shù)通過(guò)廢料回收重熔造粒，為環(huán)保型3D打印提供低成本、低碳排放的可持續(xù)材料解決方案。

3D打印鋯合金（如Zircaloy-4）燃料組件包殼，可設(shè)計(jì)內(nèi)部蜂窩結(jié)構(gòu)，提升耐壓性和中子經(jīng)濟(jì)性。美國(guó)西屋電氣通過(guò)EBM制造的核反應(yīng)堆格架，抗蠕變性能提高50%，服役溫度上限從400℃升至600℃。此外，鎢銅復(fù)合部件用于聚變堆前列壁裝甲，銅基體快速導(dǎo)熱，鎢層耐受等離子體侵蝕。但核用材料需通過(guò)嚴(yán)苛輻照測(cè)試：打印件的氦脆敏感性比鍛件高20%，需通過(guò)熱等靜壓（HIP）和納米氧化物彌散強(qiáng)化（ODS）工藝優(yōu)化。中廣核已建立全球較早3D打印核級(jí)部件認(rèn)證體系。

鈦合金是3D打印領(lǐng)域廣闊使用的金屬粉末之一，因其高的強(qiáng)度重量比、耐腐蝕性和生物相容性而備受青睞。通過(guò)選擇性激光熔化（SLM）技術(shù)，鈦合金粉末被逐層熔融成型，可制造復(fù)雜航空部件如渦輪葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)支架等。其致密度可達(dá)99.5%以上，力學(xué)性能接近鍛造材料。近年來(lái)，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化粉末粒徑（15-45μm）和工藝參數(shù)（激光功率、掃描速度），進(jìn)一步提升了零件的抗疲勞性能。此外，鈦合金在醫(yī)療植入物（如人工關(guān)節(jié)）領(lǐng)域的應(yīng)用也推動(dòng)了低氧含量（<0.1%）粉末的開發(fā)。粉末床熔融（PBF）技術(shù)通過(guò)精確控制激光參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)99.5%以上的材料致密度。

多激光金屬3D打印系統(tǒng)通過(guò)4-8組激光束分區(qū)掃描，將大型零件（如飛機(jī)翼梁）的打印速度提升至1000cm3/h。德國(guó)EOS的M 300-4系統(tǒng)采用4×400W激光，通過(guò)智能路徑規(guī)劃避免熱干擾，將3米長(zhǎng)的鈦合金航天支架制造周期從3個(gè)月縮至2周。關(guān)鍵技術(shù)在于實(shí)時(shí)熱場(chǎng)監(jiān)控：紅外傳感器以1000Hz頻率捕捉溫度場(chǎng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整激光功率（±10%），使殘余應(yīng)力降低40%。空客A380的機(jī)翼鉸鏈部件采用該技術(shù)制造，減重35%并通過(guò)了20萬(wàn)次疲勞測(cè)試。但多激光系統(tǒng)的校準(zhǔn)精度需控制在5μm以內(nèi)，維護(hù)成本占設(shè)備總成本的30%。鋁合金AlSi10Mg粉末因其輕量化特性和優(yōu)異熱傳導(dǎo)性能，成為汽車輕量化部件和散熱器的理想打印材料。河南高溫合金粉末

冷噴涂增材制造技術(shù)通過(guò)高速粒子沉積，避免金屬材料經(jīng)歷高溫相變過(guò)程。陜西鈦合金粉末合作

鎳基合金粉末在燃?xì)廨啓C(jī)葉片制造中具有不可替代性。其3D打印需克服高殘余應(yīng)力（>800MPa）和開裂傾向，目前采用預(yù)熱基板（400-600℃）和層間緩冷技術(shù)可有效控制缺陷。粉末化學(xué)需嚴(yán)格匹配ASTM F3056標(biāo)準(zhǔn)，其中Nb含量（5.0%-5.5%）直接影響γ"強(qiáng)化相析出。德國(guó)某研究所通過(guò)雙峰粒徑分布（10-30μm與50-80μm混合）提升堆積密度至65%，使零件在1000℃下的蠕變壽命延長(zhǎng)3倍。該材料單公斤成本超過(guò)$500，主要受制于真空感應(yīng)熔煉氣霧化（VIGA）的高能耗工藝。