納米級金屬粉末（粒徑＜100nm）可實現超高分辨率打印（層厚＜5μm），用于微機電系統（MEMS）和醫療微型傳感器。例如，納米銀粉打印的柔性電路導電性接近塊體銀，但成本是傳統蝕刻工藝的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）或惰性氣體封裝儲存。此外，納米顆粒吸入危害大，需配備N99級防護的封閉式打印系統。日本JFE鋼鐵已開發納米鐵粉的穩定制備工藝，未來或推動微型軸承和精密模具制造。

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，熱輸入降低至常規熔覆的10%，實現納米晶涂層（晶粒尺寸＜100nm）。德國亞琛大學采用EHLA在柴油發動機活塞環表面熔覆WC-12Co粉末，硬度達HRC 65，耐磨性提升8倍，使用壽命延長至50萬公里。關鍵技術包括：① 同軸送粉精度±0.1mm；② 激光-粉末流耦合控制（能量密度300J/mm2）；③ 閉環溫控系統（波動±5℃）。中國徐工集團應用EHLA修復礦山機械軋輥，單件修復成本降低70%，但涂層結合強度（＞450MPa）需通過HIP后處理保障，工藝鏈復雜度增加。廣西鋁合金粉末價格鈷鉻合金粉末在齒科3D打印中廣泛應用，其耐腐蝕性優于傳統鑄造工藝。

通過雙送粉系統或層間材料切換，3D打印可實現多金屬復合結構。例如，銅-不銹鋼梯度材料用于火箭發動機燃燒室內壁，銅的高導熱性可快速散熱，不銹鋼則提供高溫強度。NASA開發的GRCop-42（銅鉻鈮合金）與Inconel 718的混合打印部件，成功通過超高溫點火測試。挑戰在于界面結合強度控制：不同金屬的熱膨脹系數差異可能導致分層，需通過過渡層設計（如添加釩或鈮作為中間層）優化冶金結合。未來，AI驅動的材料組合預測將加速FGM的工程化應用。

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。

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%）。

粉末冶金技術中的等靜壓成型工藝可制備具有各向同性特征的金屬預成型坯。青海鋁合金粉末廠家

微層流霧化（Micro-Laminar Atomization, MLA）是新一代金屬粉末制備技術，通過超音速氣體（速度達Mach 2）在層流狀態下破碎金屬熔體，形成粒徑分布極窄（±3μm）的球形粉末。例如，MLA制備的Ti-6Al-4V粉末中位粒徑（D50）為28μm，衛星粉含量＜0.1%，氧含量低至800ppm，明顯優于傳統氣霧化工藝。美國6K公司開發的UniMelt®系統采用微波等離子體加熱，結合MLA技術，每小時可生產200kg高純度鎳基合金粉，能耗降低50%。該技術尤其適合高活性金屬（如鋯、鈮），避免了氧化夾雜，為核能和航天領域提供關鍵材料。但設備投資高達2000萬美元，目前限頭部企業應用。