通過原位合金化技術(shù)，3D打印可制造組分連續(xù)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(dǎo)率380W/mK，鉬端熔點(diǎn)2620℃，界面通過過渡層（添加0.1%釩）實(shí)現(xiàn)無缺陷結(jié)合。挑戰(zhàn)在于元素?cái)U(kuò)散控制：需在單道熔池內(nèi)實(shí)現(xiàn)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(diào)整至500J/mm3。德國Fraunhofer研究所已成功打印出熱膨脹系數(shù)梯度變化的衛(wèi)星支架，溫差適應(yīng)范圍擴(kuò)展至-180℃~300℃。金屬粉末的回收利用技術(shù)可降低3D打印成本并減少資源浪費(fèi)。江蘇粉末廠家

納米級(jí)金屬粉末（粒徑＜100nm）可實(shí)現(xiàn)超高分辨率打印（層厚＜5μm），用于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和醫(yī)療微型傳感器。例如，納米銀粉打印的柔性電路導(dǎo)電性接近塊體銀，但成本是傳統(tǒng)蝕刻工藝的3倍。主要瓶頸是納米粉的高活性：比表面積大導(dǎo)致易氧化（如鋁粉自燃），需通過表面包覆（如二氧化硅涂層）或惰性氣體封裝儲(chǔ)存。此外，納米顆粒吸入危害大，需配備N99級(jí)防護(hù)的封閉式打印系統(tǒng)。日本JFE鋼鐵已開發(fā)納米鐵粉的穩(wěn)定制備工藝，未來或推動(dòng)微型軸承和精密模具制造。

3D打印鎢-錸合金（W-25Re）噴管可耐受3200℃高溫燃?xì)猓^傳統(tǒng)鉬基合金壽命延長5倍。SpaceX的SuperDraco發(fā)動(dòng)機(jī)采用SLM打印的Inconel 718燃燒室，內(nèi)部集成500條微冷卻通道（直徑0.3mm），使比沖提升至290s。關(guān)鍵技術(shù)包括：① 使用500W近紅外激光（波長1070nm）增強(qiáng)鎢粉吸收率；② 基板預(yù)熱至1200℃減少熱應(yīng)力；③ 氬-氫混合保護(hù)氣體抑制氧化。俄羅斯托木斯克理工大學(xué)開發(fā)的電子束懸浮熔煉技術(shù)，可直接在真空環(huán)境中打印純鎢部件，密度達(dá)99.98%，但成本為常規(guī)SLM的3倍。

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，可通過霍爾流量計(jì)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(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。再生金屬粉末技術(shù)通過廢料回收重熔造粒，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。

靜電分級(jí)利用顆粒帶電特性分離不同粒徑的金屬粉末，精度較振動(dòng)篩提高3倍。例如，15-53μm的Ti-6Al-4V粉經(jīng)靜電分級(jí)后，可細(xì)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(jī)，每小時(shí)處理量達(dá)200kg，能耗降低30%。該技術(shù)還可去除粉末中的非金屬雜質(zhì)（如陶瓷夾雜），將航空級(jí)鎳粉的純度從99.95%提升至99.99%。但設(shè)備需防爆設(shè)計(jì)，避免粉末靜電積聚引發(fā)燃爆風(fēng)險(xiǎn)。3D打印金屬粉末的球形度和粒徑分布直接影響打印件的致密度和力學(xué)性能。江蘇粉末廠家

銅合金粉末憑借其高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，被用于打印定制化散熱器、電磁屏蔽件及電力傳輸組件。江蘇粉末廠家

等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化（PREP）通過高速旋轉(zhuǎn)金屬電極（轉(zhuǎn)速20,000 RPM）在等離子弧作用下熔化并甩出液滴，形成高純度球形粉末。該技術(shù)尤其適用于鈦、鋯等高活性金屬，粉末氧含量可控制在500ppm以下，衛(wèi)星粉比例＜0.05%。俄羅斯VSMPO-AVISMA公司采用PREP制備的Ti-6Al-4V粉末，平均粒徑45μm，用于波音787機(jī)翼鉸鏈部件，疲勞壽命較傳統(tǒng)氣霧化粉末提升30%。然而，PREP的產(chǎn)能限制明顯（每小時(shí)5-10kg），且電極制備成本高昂（鈦錠損耗率20%）。較新進(jìn)展中，中國鋼研科技集團(tuán)開發(fā)多電極同步霧化技術(shù)，將產(chǎn)能提升至30kg/h，但設(shè)備投資超1500萬美元，限為高級(jí)國用領(lǐng)域。江蘇粉末廠家