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，科研團(tuán)隊(duì)通過優(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)用也推動了低氧含量（<0.1%）粉末的開發(fā)。金屬材料微觀組織的各向異性是3D打印技術(shù)面臨的重要科學(xué)挑戰(zhàn)之一。江蘇冶金粉末合作

金屬3D打印的粉末循環(huán)利用率超95%，但需解決性能退化問題。例如，316L不銹鋼粉經(jīng)10次回收后，碳含量從0.02%升至0.08%，需通過氫還原爐（1200℃/H）恢復(fù)成分。歐盟“AMEA”項(xiàng)目開發(fā)了粉末壽命預(yù)測模型：根據(jù)霍爾流速、氧含量和衛(wèi)星粉比例計(jì)算剩余壽命，動態(tài)調(diào)整新舊粉混合比例（通常3:7）。瑞典Hgans公司建成全球較早零廢棄粉末工廠：廢水中的金屬微粒通過電滲析回收，廢氣中的納米粉塵被陶瓷過濾器捕獲（效率99.99%），每年減排CO 5000噸。

3D打印鈮鈦（Nb-Ti）超導(dǎo)線圈通過拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，臨界電流密度（Jc）達(dá)5×10 A/cm（4.2K），較傳統(tǒng)繞制工藝提升40%。美國MIT團(tuán)隊(duì)采用SLM技術(shù)打印的ITER聚變堆超導(dǎo)磁體骨架，內(nèi)部集成多級冷卻流道（小直徑0.2mm），使磁場均勻性誤差＜0.01%。挑戰(zhàn)在于超導(dǎo)粉末的低溫脆性：打印過程中需將基板冷卻至-196℃（液氮溫區(qū)），并采用脈沖激光（脈寬10ns）降低熱應(yīng)力。日本住友電工開發(fā)的Bi-2212高溫超導(dǎo)粉末，通過EBM打印成電纜芯材，77K下傳輸電流超10kA，但生產(chǎn)成本是傳統(tǒng)法的5倍。

SLM是目前應(yīng)用廣的金屬3D打印技術(shù)，其主要是通過高能激光束（功率通常為200-1000W）逐層熔化金屬粉末，形成致密實(shí)體。工藝參數(shù)如激光功率、掃描速度和層厚（通常20-50μm）需精確匹配：功率過低導(dǎo)致未熔合缺陷，過高則引發(fā)飛濺和變形。為提高效率，多激光系統(tǒng)（如四激光同步掃描）被用于大尺寸零件制造。SLM適合復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)，例如航空航天領(lǐng)域的燃油噴嘴，傳統(tǒng)工藝需20個(gè)部件組裝，SLM可一體成型，減少焊縫并提升耐壓性。然而，殘余應(yīng)力控制仍是難點(diǎn)，需通過基板預(yù)熱（比較高達(dá)500℃）和支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化緩解開裂風(fēng)險(xiǎn)。馬氏體時(shí)效鋼（18Ni300）粉末通過定向能量沉積（DED）技術(shù)，可制造兼具高韌性和超高的強(qiáng)度的模具鑲件。

超高速激光熔覆（EHLA）以10-50m/min的掃描速度在基體表面熔覆金屬粉末，熱輸入降低至常規(guī)熔覆的10%，實(shí)現(xiàn)納米晶涂層（晶粒尺寸＜100nm）。德國亞琛大學(xué)采用EHLA在柴油發(fā)動機(jī)活塞環(huán)表面熔覆WC-12Co粉末，硬度達(dá)HRC 65，耐磨性提升8倍，使用壽命延長至50萬公里。關(guān)鍵技術(shù)包括：① 同軸送粉精度±0.1mm；② 激光-粉末流耦合控制（能量密度300J/mm）；③ 閉環(huán)溫控系統(tǒng)（波動±5℃）。中國徐工集團(tuán)應(yīng)用EHLA修復(fù)礦山機(jī)械軋輥，單件修復(fù)成本降低70%，但涂層結(jié)合強(qiáng)度（＞450MPa）需通過HIP后處理保障，工藝鏈復(fù)雜度增加。鎢銅復(fù)合粉末通過粉末冶金工藝制備的電觸頭，具有優(yōu)異的耐電弧侵蝕性能。紹興鋁合金粉末價(jià)格

梯度材料3D打印技術(shù)可實(shí)現(xiàn)金屬-陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu)的逐層成分調(diào)控。江蘇冶金粉末合作

液態(tài)金屬（鎵銦錫合金）3D打印技術(shù)通過微注射成型制造可拉伸電路，導(dǎo)電率3×10 S/m，拉伸率超200%。美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)開發(fā)的直寫式打印系統(tǒng)，可在彈性體基底上直接沉積液態(tài)金屬導(dǎo)線（線寬50μm），用于柔性傳感器陣列。另一突破是納米銀漿打�。簾�結(jié)溫度從300℃降至150℃，兼容PET基板，電阻率2.5μΩ·cm。挑戰(zhàn)包括：① 液態(tài)金屬的高表面張力需低粘度改性劑（如鹽酸處理）；② 納米銀的氧化問題需惰性氣體封裝。韓國三星已實(shí)現(xiàn)5G天線金屬網(wǎng)格的3D打印量產(chǎn)，成本降低40%。