國際熱核聚變實驗堆（ITER）的鎢質第“一”壁需承受14MeV中子輻照與10MW/m2熱流。傳統鎢塊無法加工冷卻流道，而3D打印的鎢-銅梯度材料（W-10Cu至W-30Cu過渡層）通過EBM技術實現，熱疲勞壽命達5000次循環（較均質鎢提升5倍）。關鍵技術包括：① 中子輻照模擬驗證（在JET托卡馬克中測試）；② 界面擴散阻擋層（0.1μm TaC涂層）抑制銅滲透；③ 氦冷卻通道拓撲優化（壓降降低30%）。但鎢粉的高成本（$500/kg）與打印缺陷（孔隙率需<0.1%）仍是量產瓶頸，需開發粉末等離子球化再生技術。

金屬粉末是3D打印的“墨水”，其質量直接決定成品的機械性能和表面精度。目前主流制備工藝包括氣霧化（GA）、等離子旋轉電極（PREP）和等離子霧化（PA）。以氣霧化為例，熔融金屬液流在高壓惰性氣體沖擊下破碎成微小液滴，冷卻后形成球形粉末，粒徑范圍通常為15-53μm。研究表明，粉末的氧含量需控制在0.1%以下，否則會引發打印過程中微裂紋和孔隙缺陷。例如，316L不銹鋼粉末若氧含量超標，其拉伸強度可能下降20%。此外，粉末的流動性（通過霍爾流速計測量）和松裝密度也需嚴格匹配打印設備的鋪粉參數。近年來，納米級金屬粉末的研發成為熱點，其高比表面積可加速燒結過程，但需解決易團聚和存儲安全性問題。四川金屬材料鈦合金粉末品牌航空航天領域廣闊采用3D打印金屬材料制造輕量化部件。

3D打印的鈦合金建筑節點正提升高層建筑抗震等級。日本清水建設開發的X型節點（Ti-6Al-4V ELI），通過晶格填充與梯度密度設計，能量吸收能力達傳統鋼節點的3倍，在模擬阪神地震（震級7.3）測試中，塑性變形量控制在5%以內。該結構使用粒徑53-106μm粗粉，通過EBM技術以0.2mm層厚打印，成本高達$2000/kg，未來需開發低成本鈦粉回收工藝。迪拜3D打印辦公樓項目中，此類節點使建筑整體抗震等級從8級提升至9級，但防火涂層（需耐受1200℃）與金屬結構的兼容性仍是難題。

金屬3D打印技術正推動汽車行業向輕量化與高性能轉型。例如，寶馬集團采用鋁合金粉末（如AlSi10Mg）打印的剎車卡鉗，通過拓撲優化設計將重量減少30%，同時保持抗拉強度達330MPa。這類部件內部可集成仿生蜂窩結構，提升散熱效率20%以上。然而，汽車量產對打印速度提出更高要求，傳統SLM技術每小時能打印10-20cm3材料，難以滿足需求。為此，惠普開發的多射流熔融（MJF）技術將打印速度提升至傳統SLM的10倍，但其金屬粉末需包裹尼龍粘接劑，后續脫脂燒結工藝復雜。未來，結合AI的實時熔池監控系統有望進一步優化參數，將金屬打印成本降至$50/kg以下，加速其在新能源汽車電池支架、電機殼體等領域的普及。金屬粉末的循環利用技術可降低3D打印成本30%以上。

提升打印速度是行業共性挑戰。美國Seurat Technologies的“區域打印”技術，通過100萬個微激光點并行工作，將不銹鋼打印速度提升至1000cm3/h（傳統SLM的20倍），成本降至$1.5/cm3。中國鉑力特開發的多激光協同掃描（8激光器+AI路徑規劃），使鈦合金大型結構件（如火箭燃料箱）的打印效率提高6倍，但熱應力累積導致變形量需控制在0.1mm/m。歐洲BEAMIT集團則聚焦超高速WAAM，電弧沉積速率達15kg/h，用于船舶推進器制造，但表面粗糙度Ra>100μm，需集成CNC銑削單元。回收鈦合金粉末的再處理技術取得突破，通過氫化脫氫工藝恢復粉末流動性，降低原料成本30%以上。四川金屬材料鈦合金粉末品牌

鈦合金3D打印中原位合金化技術可通過混合元素粉末直接合成新型鈦基復合材料。四川金屬材料鈦合金粉末品牌

金屬粉末的循環利用是降低3D打印成本的關鍵。西門子能源開發的粉末回收站，通過篩分（振動篩目數200-400目）、等離子球化（修復衛星球）與脫氧處理（氫還原），使316L不銹鋼粉末復用率達80%，成本節約35%。但多次回收會導致粒徑分布偏移——例如，Ti-6Al-4V粉末經5次循環后，15-53μm比例從85%降至70%，需補充30%新粉。歐盟“AMPLIFII”項目驗證，閉環系統可減少40%的粉末廢棄，但氬氣消耗量增加20%，需結合膜分離技術實現惰性氣體回收。四川金屬材料鈦合金粉末品牌