生物相容性金屬材料與細胞3D打印技術的結合，正推動個性化醫療進入新階段。澳大利亞CSIRO研發出鈦合金（Ti-6Al-4V）多孔支架表面涂覆生物活性羥基磷灰石（HA），通過激光輔助沉積技術實現細胞定向生長，骨整合速度提升40%。美國Organovo公司利用納米銀摻雜的316L不銹鋼粉末打印抗細菌血管支架，可抑制99.9%的金黃色葡萄球菌附著。更前沿的研究聚焦于活細胞與金屬的同步打印，如德國Fraunhofer ILT開發的“BioHybrid”技術，將人成骨細胞嵌入鈦合金晶格結構中，體外培養14天后細胞存活率超90%。2023年全球生物金屬3D打印市場達7.8億美元，預計2030年增長至32億美元，年增長率達28%，但需突破生物-金屬界面長期穩定性難題。

核能行業對材料的極端耐輻射性、高溫穩定性及耐腐蝕性要求極高，推動金屬3D打印技術成為關鍵解決方案。法國電力集團（EDF）采用激光粉末床熔融（LPBF）技術制造核反應堆壓力容器內壁的鎳基合金（Alloy 690）涂層，厚度精確至0.1mm，耐中子輻照性能較傳統焊接工藝提升50%。該涂層通過梯度設計（Cr含量從28%漸變至32%），有效抑制應力腐蝕開裂。此外，美國西屋電氣利用電子束熔化（EBM）打印鋯合金（Zircaloy-4）燃料組件格架，孔隙率低于0.2%，可在1200℃高溫蒸汽中保持結構完整性。然而，核級認證需通過ASME III標準，涉及長達數年的輻照測試與失效分析。據國際原子能機構（IAEA）預測，2030年核能領域金屬3D打印市場規模將達14億美元，年均增長12%，主要集中于第四代反應堆與核廢料處理裝備制造。寧夏冶金鋁合金粉末廠家“高”強鋁合金在航空結構件中替代鋼材實現輕量化突破。

銅及銅合金（如CuCrZr、GRCop-42）憑借優越的導熱性（400 W/m·K）和導電性（100% IACS），在散熱器及電機繞組和射頻器件中逐漸嶄露頭角。NASA利用3D打印GRCop-42銅合金制造火箭燃燒室，其耐高溫性比傳統材料提升至30%。然而，銅的高反射率對激光吸收率低（<5%），需采用綠激光或電子束熔化（EBM）技術。此外，銅粉易氧化，儲存需嚴格控氧環境。隨著電動汽車對高效熱管理需求的逐漸增長，銅合金粉末市場有望在2030年突破8億美元。

形狀記憶合金（如NiTiNol）與磁致伸縮材料（如Terfenol-D）通過3D打印實現環境響應形變的。波音公司利用NiTi合金打印的機翼可變襟翼，在高溫下自動調整氣動外形，燃油效率提升至8%。3D打印需要精確控制相變溫度（如NiTi的Af點設定為30-50℃），并通過拓撲優化預設變形路徑。醫療領域，3D打印的Fe-Mn-Si血管支架在體溫觸發下擴張，徑向支撐力達20N/mm2。2023年智能合金市場規模為3.4億美元，預計2030年達12億美元，年增長率為25%。

聲學超材料通過微結構設計實現聲波定向調控，金屬3D打印突破傳統制造極限。MIT團隊利用鋁硅合金打印的“聲學黑洞”結構，可將1000Hz噪聲衰減40dB，厚度5cm，用于飛機艙隔音。德國EOS與森海塞爾合作開發鈦合金耳機振膜，蜂窩-晶格復合結構使頻響范圍擴展至5Hz-50kHz，失真率低于0.01%。挑戰在于亞毫米級聲學腔體精度控制（誤差<20μm）與多物理場仿真模型優化。據 MarketsandMarkets 預測，2030年聲學金屬3D打印市場將達6.5億美元，年增長25%，主要應用于消費電子與工業降噪設備。

鋁合金粉末床熔融（PBF）技術已批量生產汽車輕量化部件。金屬鋁合金粉末咨詢

冷噴涂（Cold Spray）通過超音速氣流加速金屬粉末（速度500-1200m/s），在固態下沉積成型，避免熱應力與相變問題，適用于鋁、銅等低熔點材料的快速修復。美國陸軍研究實驗室利用冷噴涂6061鋁合金修復直升機槳轂，抗疲勞強度較傳統焊接提升至70%。該技術還可實現異種材料結合（如鋼-鋁界面），結合強度達300MPa以上。2023年全球冷噴涂設備市場規模達2.8億美元，未來五年增長率預計18%，主要驅動力來自于航空航天與能源裝備維護需求。