3D打印鋯合金（如Zircaloy-4）燃料組件包殼，可設計內部蜂窩結構，提升耐壓性和中子經濟性。美國西屋電氣通過EBM制造的核反應堆格架，抗蠕變性能提高50%，服役溫度上限從400℃升至600℃。此外，鎢銅復合部件用于聚變堆前列壁裝甲，銅基體快速導熱，鎢層耐受等離子體侵蝕。但核用材料需通過嚴苛輻照測試：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化（ODS）工藝優化。中廣核已建立全球較早3D打印核級部件認證體系。

SLM是目前應用廣的金屬3D打印技術，其主要是通過高能激光束（功率通常為200-1000W）逐層熔化金屬粉末，形成致密實體。工藝參數如激光功率、掃描速度和層厚（通常20-50μm）需精確匹配：功率過低導致未熔合缺陷，過高則引發飛濺和變形。為提高效率，多激光系統（如四激光同步掃描）被用于大尺寸零件制造。SLM適合復雜薄壁結構，例如航空航天領域的燃油噴嘴，傳統工藝需20個部件組裝，SLM可一體成型，減少焊縫并提升耐壓性。然而，殘余應力控制仍是難點，需通過基板預熱（比較高達500℃）和支撐結構優化緩解開裂風險。青海高溫合金粉末316L不銹鋼粉末通過SLM（選擇性激光熔化）技術成型，可生產復雜結構的耐高溫、抗腐蝕工業零件。

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。

基于卷積神經網絡（CNN）的熔池監控系統，通過分析高速相機圖像（5000fps）實時調整激光參數。美國NVIDIA開發的AI模型，可在10μs內識別鑰匙孔缺陷并調整功率（±30W），將氣孔率從5%降至0.8%。數字孿生平臺模擬全工藝鏈：某航空支架的仿真預測變形量1.2mm，實際打印偏差0.15mm。德國通快（TRUMPF）的AI工藝庫已積累10萬組參數組合，支持一鍵優化，使新材料的開發周期從6個月縮至2周。但數據安全與知識產權保護成為新挑戰，需區塊鏈技術實現參數加密共享。冷噴涂增材制造技術通過高速粒子沉積，避免金屬材料經歷高溫相變過程。

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。

金屬注射成型（MIM）技術結合了粉末冶金和塑料注塑的工藝優勢。杭州鋁合金粉末咨詢

金屬3D打印中未熔化的粉末可回收利用，但循環次數受限于氧化和粒徑變化。例如，316L不銹鋼粉經5次循環后，氧含量從0.03%升至0.08%，需通過氫還原處理恢復性能。回收粉末通常與新粉以3:7比例混合，以確保流動性和成分穩定。此外，真空篩分系統可減少粉塵暴露，保障操作安全。從環保角度看，3D打印的材料利用率達95%以上，而傳統鍛造40%-60%。德國EOS推出的“綠色粉末”方案，通過優化工藝將單次打印能耗降低20%，推動循環經濟模式。杭州鋁合金粉末咨詢