鎳基高溫合金（如Inconel 718、Hastelloy X）是航空發動機渦輪葉片的主要材料。3D打印可制造內部冷卻流道等傳統工藝無法實現的復雜結構，使葉片耐溫能力突破1000℃。然而，高溫合金粉末的打印面臨兩大難題：一是打印過程中易產生元素偏析（如Al、Ti的蒸發），需通過調整激光功率和掃描速度優化熔池穩定性；二是后處理需結合固溶強化和時效處理，以恢復γ'強化相分布。美國NASA通過EBM（電子束熔化）技術打印的Inconel 718渦輪盤，抗蠕變性能提升15%，但粉末成本高達$300-500/kg。未來，低成本回收粉末的再利用技術或成行業突破口。 回收金屬粉末的重復使用需經過篩分和性能測試。中國澳門金屬鈦合金粉末合作

金屬-陶瓷或金屬-聚合物多材料3D打印正拓展功能器件邊界。例如，NASA采用梯度材料打印的火箭噴嘴，內層使用耐高溫鎳基合金（Inconel 625），外層結合銅合金（GRCop-42）提升導熱性，界面結合強度達200MPa。該技術需精確控制不同材料的熔融溫度差（如銅1083℃ vs 鎳1453℃），通過雙激光系統分區熔化。此外，德國Fraunhofer研究所開發的冷噴涂復合打印技術，可在鈦合金基體上沉積碳化鎢涂層，硬度提升至1500HV，用于鉆探工具耐磨部件。但多材料打印的殘余應力管理仍是難點，需通過有限元模擬優化層間熱分布黑龍江金屬材料鈦合金粉末合作鋁合金與鈦合金的復合打印技術正在實驗階段。

鎂合金（如WE43）和鐵基合金的3D打印植入體，可在人體內逐步降解，避免二次手術取出。韓國浦項工科大學打印的Mg-Zn-Ca多孔骨釘，通過調控孔徑（300-500μm）和磷酸鈣涂層厚度，將降解速率從每月1.2mm降至0.3mm，與骨愈合速度匹配。但鎂的劇烈放氫反應易引發組織炎癥，需在粉末中添加1-2%的稀土元素（如釹）抑制腐蝕。另一突破是鐵基支架的磁性引導降解——復旦大學團隊在Fe-Mn合金中嵌入四氧化三鐵納米顆粒，通過外部磁場加速局部離子釋放，實現降解周期從24個月縮短至6-12個月的可編程控制。此類材料已進入動物實驗階段，但長期生物安全性仍需驗證。

核電站反應堆內構件的現場修復依賴金屬3D打印的精細堆覆能力。法國EDF集團采用激光熔覆技術（LMD），以Inconel 625粉末修復蒸汽發生器管板裂紋，修復層硬度達250HV，且無二次熱影響區。該技術通過6軸機器人實現曲面定向沉積，單層厚度控制在0.1-0.3mm，精度±0.05mm。挑戰在于輻射環境下的遠程操作——日本三菱重工開發的抗輻射打印艙，配備鉛屏蔽層與機械臂，可在10^4 Gy/h劑量率下連續工作。未來，鋯合金包殼管的直接打印或成核燃料組件維護的新方向。鈦合金粉末的等離子霧化技術可減少雜質含量。

基于患者CT數據的拓撲優化技術，使3D打印鈦合金植入體實現力學適配與骨整合雙重目標。瑞士Medacta公司開發的膝關節假體，通過生成式設計將彈性模量從110GPa降至3GPa，匹配人體骨骼，同時孔隙率梯度從內部30%過渡至表面80%，促進細胞長入。此類結構需使用粒徑20-45μm的Ti-6Al-4V ELI粉末，通過SLM技術以70μm層厚打印，表面經噴砂與酸蝕處理后粗糙度達Ra=20-50μm。臨床數據顯示，優化設計的植入體術后發病率降低60%，但個性化定制導致單件成本超$5000，醫保覆蓋仍是推廣瓶頸。鈦-鋁復合材料粉末可優化打印件的強度與耐蝕性。中國澳門金屬鈦合金粉末合作

納米鈦合金粉末的引入可細化打印件晶粒尺寸，明顯提升材料的抗蠕變性能。中國澳門金屬鈦合金粉末合作

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。