通過原位合金化技術，3D打印可制造組分連續變化的梯度材料。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：銅端熱導率380W/mK，鉬端熔點2620℃，界面通過過渡層（添加0.1%釩）實現無缺陷結合。挑戰在于元素擴散控制：需在單道熔池內實現成分精確混合，激光掃描策略采用螺旋漸變路徑，能量密度從200J/mm3逐步調整至500J/mm3。德國Fraunhofer研究所已成功打印出熱膨脹系數梯度變化的衛星支架，溫差適應范圍擴展至-180℃~300℃。鋁合金AlSi10Mg粉末因其輕量化特性和優異熱傳導性能，成為汽車輕量化部件和散熱器的理想打印材料。西藏鈦合金粉末合作

鎳基合金粉末在燃氣輪機葉片制造中具有不可替代性。其3D打印需克服高殘余應力（>800MPa）和開裂傾向，目前采用預熱基板（400-600℃）和層間緩冷技術可有效控制缺陷。粉末化學需嚴格匹配ASTM F3056標準，其中Nb含量（5.0%-5.5%）直接影響γ"強化相析出。德國某研究所通過雙峰粒徑分布（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3倍。該材料單公斤成本超過$500，主要受制于真空感應熔煉氣霧化（VIGA）的高能耗工藝。

金屬粉末的球形度直接影響鋪粉均勻性和打印質量。球形顆粒（球形度＞95%）流動性更佳，可通過霍爾流量計測試（如鈦粉流速≤25s/50g）。非球形粉末易在鋪粉過程中形成空隙，導致層間結合力下降，零件抗拉強度降低10%-30%。此外，衛星粉（小顆粒附著在大顆粒表面）需通過等離子球化處理去除，否則會阻礙激光能量吸收。以鋁合金AlSi10Mg為例，球形粉末的堆積密度可達理論值的60%，而不規則粉末40%，明顯影響終致密度（需＞99.5%才能滿足航空標準）。因此，粉末形態是材料認證的主要指標之一。

多激光金屬3D打印系統通過4-8組激光束分區掃描，將大型零件（如飛機翼梁）的打印速度提升至1000cm3/h。德國EOS的M 300-4系統采用4×400W激光，通過智能路徑規劃避免熱干擾，將3米長的鈦合金航天支架制造周期從3個月縮至2周。關鍵技術在于實時熱場監控：紅外傳感器以1000Hz頻率捕捉溫度場，動態調整激光功率（±10%），使殘余應力降低40%。空客A380的機翼鉸鏈部件采用該技術制造，減重35%并通過了20萬次疲勞測試。但多激光系統的校準精度需控制在5μm以內，維護成本占設備總成本的30%。貴金屬粉末（如銀、金）在珠寶3D打印中實現微米級精度，能快速成型傳統工藝難以加工的鏤空貴金屬飾品。

通過納米包覆或機械融合，金屬粉末可復合陶瓷/聚合物提升性能。例如，鋁粉表面包覆10nm碳化硅，SLM成型后抗拉強度從300MPa增至450MPa，耐磨性提高3倍。銅-石墨烯復合粉末（石墨烯含量0.5wt%）打印的散熱器，熱導率從400W/mK升至580W/mK。德國Nanoval公司的復合粉末制備技術，利用高速氣流將納米顆粒嵌入基體粉末，混合均勻度達99%，已用于航天器軸承部件。但納米添加易導致激光反射率變化，需重新優化能量密度（如銅-石墨烯粉的激光功率需提高20%）。

同步輻射X射線成像技術被用于實時觀測金屬3D打印過程中的熔池動態行為。西藏鈦合金粉末合作

靜電分級利用顆粒帶電特性分離不同粒徑的金屬粉末，精度較振動篩提高3倍。例如，15-53μm的Ti-6Al-4V粉經靜電分級后，可細分出15-25μm（用于高精度SLM）和25-53μm（用于EBM）的批次，鋪粉層厚誤差從±5μm降至±1μm。日本Hosokawa Micron公司的Tribo靜電分選機，每小時處理量達200kg，能耗降低30%。該技術還可去除粉末中的非金屬雜質（如陶瓷夾雜），將航空級鎳粉的純度從99.95%提升至99.99%。但設備需防爆設計，避免粉末靜電積聚引發燃爆風險。西藏鈦合金粉末合作