3D打印鋯合金（如Zircaloy-4）燃料組件包殼，可設(shè)計內(nèi)部蜂窩結(jié)構(gòu)，提升耐壓性和中子經(jīng)濟(jì)性。美國西屋電氣通過EBM制造的核反應(yīng)堆格架，抗蠕變性能提高50%，服役溫度上限從400℃升至600℃。此外，鎢銅復(fù)合部件用于聚變堆前列壁裝甲，銅基體快速導(dǎo)熱，鎢層耐受等離子體侵蝕。但核用材料需通過嚴(yán)苛輻照測試：打印件的氦脆敏感性比鍛件高20%，需通過熱等靜壓（HIP）和納米氧化物彌散強(qiáng)化（ODS）工藝優(yōu)化。中廣核已建立全球較早3D打印核級部件認(rèn)證體系。

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?；鹦窃毁Y源利用（ISRU）中，在赤鐵礦提取的鐵粉可通過微波燒結(jié)制造工具，減少地球補(bǔ)給依賴。深空探測器將搭載電子束打印機(jī)，利用小行星金屬資源實時修復(fù)船體。技術(shù)障礙包括：① 宇宙射線引發(fā)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(wěn)定性。預(yù)計2040年實現(xiàn)地外全流程金屬制造。云南鋁合金粉末粉末冶金技術(shù)中的等靜壓成型工藝可制備具有各向同性特征的金屬預(yù)成型坯。

3D打印鈦合金（如Ti-6Al-4V ELI）在醫(yī)療領(lǐng)域顛覆了傳統(tǒng)植入體制造。通過CT掃描患者骨骼數(shù)據(jù)，可設(shè)計多孔結(jié)構(gòu)（孔徑300-800μm），促進(jìn)骨細(xì)胞長入，避免應(yīng)力屏蔽效應(yīng)。例如，顱骨修復(fù)板可精細(xì)匹配患者骨缺損形狀，手術(shù)時間縮短40%。電子束熔化（EBM）技術(shù)制造的髖關(guān)節(jié)臼杯，表面粗糙度Ra＜30μm，生物固定效果優(yōu)于機(jī)加工產(chǎn)品。此外，鉭金屬粉末因較好的生物相容性，被用于打印脊柱融合器，其彈性模量接近人骨，降低術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險。但金屬離子釋放問題仍需長期臨床驗證。

金屬3D打印的主要材料——金屬粉末，其制備技術(shù)直接影響打印質(zhì)量。主流工藝包括氬氣霧化法和等離子旋轉(zhuǎn)電極法（PREP）。氬氣霧化法通過高速氣流沖擊金屬液流，生成粒徑分布較寬的粉末，成本較低但易產(chǎn)生空心粉和衛(wèi)星粉。而PREP法利用等離子電弧熔化金屬棒料，通過離心力甩出液滴形成球形粉末，其氧含量可控制在0.01%以下，球形度高達(dá)98%以上，適用于航空航天等高精度領(lǐng)域。例如，某企業(yè)采用PREP法生產(chǎn)的鈦合金粉末，其疲勞強(qiáng)度較傳統(tǒng)工藝提升20%，但設(shè)備成本是氣霧化法的3倍。水霧化法生產(chǎn)的316L不銹鋼粉末成本較低，但流動性略遜于氣霧化制備的粉末。

316L不銹鋼粉末因其優(yōu)異的耐腐蝕性和可加工性，成為工業(yè)級3D打印的關(guān)鍵材料。通過粉末床熔融（PBF）技術(shù)制造的316L零件，微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)蜂窩狀奧氏體相，屈服強(qiáng)度可達(dá)500MPa以上，延伸率超過40%。該材料廣泛應(yīng)用于石油化工管道、海洋裝備和食品加工設(shè)備。值得注意的是，粉末的球形度（>95%）和流動性（霍爾流速≤25s/50g）直接影響打印質(zhì)量。目前行業(yè)采用氣霧化工藝生產(chǎn)高純度（O<0.03%）不銹鋼粉末，同時開發(fā)了含銅抑菌不銹鋼粉末以滿足醫(yī)療器械的特殊需求。鈦合金因其優(yōu)異的比強(qiáng)度和生物相容性，成為骨科植入物3D打印的先選材料。紹興鈦合金粉末廠家

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。海南冶金粉末

通過雙送粉系統(tǒng)或?qū)娱g材料切換，3D打印可實現(xiàn)多金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)。例如，銅-不銹鋼梯度材料用于火箭發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)壁，銅的高導(dǎo)熱性可快速散熱，不銹鋼則提供高溫強(qiáng)度。NASA開發(fā)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(zhàn)在于界面結(jié)合強(qiáng)度控制：不同金屬的熱膨脹系數(shù)差異可能導(dǎo)致分層，需通過過渡層設(shè)計（如添加釩或鈮作為中間層）優(yōu)化冶金結(jié)合。未來，AI驅(qū)動的材料組合預(yù)測將加速FGM的工程化應(yīng)用。海南冶金粉末

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