NASA的“OSAM-2”任務計劃在軌打印10米長Ka波段天線，采用鋁硅合金粉末（粒徑20-45μm）和電子束技術。微重力環境下，粉末需通過靜電吸附鋪裝（電場強度5kV/m），層厚控制精度±3μm。俄羅斯Energia公司測試了真空環境下的鈦合金SLM打印，零件孔隙率0.2%，但設備功耗高達8kW，遠超衛星供電能力。未來月球基地建設中，3D打印可利用月壤提取的金屬粉末（如鈦鐵礦還原成鈦粉）制造結構件，但月塵的高磨蝕性需開發專業用送粉系統，當前試驗中部件壽命不足100小時。鎢合金粉末通過粘結劑噴射成型技術，可生產高密度、耐輻射的核工業屏蔽構件與醫療放療設備組件。北京鈦合金粉末咨詢
NASA“Artemis”計劃擬在月球建立3D打印基地，將要利用月壤提取的鈦、鋁粉制造居住艙，抗輻射性能較地球材料提升5倍。火星原位資源利用（ISRU）中，在赤鐵礦提取的鐵粉可通過微波燒結制造工具，減少地球補給依賴。深空探測器將搭載電子束打印機，利用小行星金屬資源實時修復船體。技術障礙包括：① 宇宙射線引發的粉末帶電；② 微重力鋪粉精度控制；③ 極端溫差（-150℃至+200℃）下的材料穩定性。預計2040年實現地外全流程金屬制造。北京鈦合金粉末咨詢金屬注射成型（MIM）結合粉末冶金與注塑工藝，可大批量生產小型精密金屬件。
電子束熔化（EBM）在真空環境中利用高能電子束逐層熔化金屬粉末，其能量密度可達激光的10倍以上，特別適合加工高熔點材料（如鈦合金、鉭和鎳基高溫合金）。EBM的預熱溫度通常為700-1000℃，可明顯降低殘余應力，避免零件開裂。例如，GE航空采用EBM制造LEAP發動機的燃油噴嘴，將傳統20個零件集成為單件，減重25%，耐溫性能提升至1200℃。但EBM的打印精度（約100μm）低于SLM，表面需后續機加工。此外，真空環境可防止金屬氧化，但設備成本和維護復雜度較高，限制了其在中小企業的普及。
鈷鉻合金（如CoCrMo）因高耐磨性、無鎳毒性，成為牙科冠橋、骨科關節的優先材料。傳統鑄造工藝易導致成分偏析，而3D打印鈷鉻合金粉末通過逐層堆積，可實現個性化適配。例如，某品牌3D打印鈷鉻合金牙冠，通過患者口腔掃描數據直接成型，邊緣密合度＜50μm，使用壽命較傳統工藝延長3倍。在骨科領域，某醫院采用3D打印鈷鉻合金膝關節假體，通過多孔結構設計促進骨長入，術后發病率從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，設備成本較高。等離子旋轉電極霧化（PREP）技術可制備高純度、低氧含量的鈦合金球形粉末。
粘結劑噴射（Binder Jetting）通過噴墨頭選擇性沉積粘結劑，逐層固化金屬粉末，生坯經脫脂（去除90%以上有機物）和燒結后致密化。其打印速度是SLM的10倍，且無需支撐結構，適合批量生產小型零件（如齒輪、齒科冠橋）。Desktop Metal的“Studio System”使用420不銹鋼粉，燒結后密度達97%，成本為激光熔融的1/5。但該技術對粉末粒徑要求嚴苛（需＜25μm），且燒結收縮率高達20%，需通過數字補償算法預先調整模型尺寸。惠普（HP）推出的Metal Jet系統已用于生產數百萬個不銹鋼剃須刀片，良品率超99%。金屬增材制造與拓撲優化算法的結合正在顛覆傳統復雜構件的設計范式。北京鈦合金粉末咨詢
金屬粉末回收系統可將未熔融的3D打印余粉篩分后重復使用，降低成本損耗。北京鈦合金粉末咨詢
模仿蜘蛛網的梯度晶格結構，3D打印鈦合金承力件的抗沖擊性能提升80%。空客A350的機翼接頭采用仿生分形設計，減重高達30%且載荷能力達15噸。德國KIT研究所通過拓撲優化生成的髖關節植入體，彈性模量匹配人骨（3-30GPa），術后骨整合速度提升40%。但仿生結構支撐去除困難：需開發水溶性支撐材料（如硫酸鈣基材料），溶解速率控制在0.1mm/h，避免損傷主體結構。美國3D Systems的“仿生套件”軟件可自動生成輕量化結構，設計效率提升10倍。
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