3D打印多孔鉭金屬植入體通過仿骨小梁結(jié)構(gòu)（孔隙率70%-80%），彈性模量匹配人體骨骼（3-30GPa），促進(jìn)骨整合。美國4WEB Medical的脊柱融合器采用梯度孔隙設(shè)計(jì)，術(shù)后6個月骨長入率達(dá)95%。另一突破是鎂合金（WE43）可降解血管支架：通過調(diào)整激光功率（50-80W）控制降解速率，6個月內(nèi)完全吸收，避免二次手術(shù)。挑戰(zhàn)在于金屬離子釋放控制：FDA要求鎂支架的氫氣釋放速率＜0.01mL/cm2/day，需表面涂覆聚乳酸-羥基乙酸（PLGA）膜層，工藝復(fù)雜度增加50%。

3D打印鋯合金（如Zircaloy-4）燃料組件包殼，可設(shè)計(jì)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。

金屬3D打印中未熔化的粉末可回收利用，但循環(huán)次數(shù)受限于氧化和粒徑變化。例如，316L不銹鋼粉經(jīng)5次循環(huán)后，氧含量從0.03%升至0.08%，需通過氫還原處理恢復(fù)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(wěn)定。此外，真空篩分系統(tǒng)可減少粉塵暴露，保障操作安全。從環(huán)保角度看，3D打印的材料利用率達(dá)95%以上，而傳統(tǒng)鍛造40%-60%。德國EOS推出的“綠色粉末”方案，通過優(yōu)化工藝將單次打印能耗降低20%，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。

通過雙送粉系統(tǒng)或?qū)娱g材料切換，3D打印可實(shí)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(diǎn)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(jì)（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。金屬粉末的回收利用技術(shù)可降低3D打印成本并減少資源浪費(fèi)。

高密度鎢合金粉末因其熔點(diǎn)高達(dá)3422℃和優(yōu)異的輻射屏蔽性能，被用于核反應(yīng)堆部件和航天器推進(jìn)系統(tǒng)。通過電子束熔融（EBM）技術(shù)，可制造厚度0.2mm的復(fù)雜鎢結(jié)構(gòu)，相對密度達(dá)98%。但打印過程中易因熱應(yīng)力開裂，需采用梯度預(yù)熱（800-1200℃）和層間退火工藝。新研究通過添加1% Re元素，將抗熱震性能提升至1500℃急冷循環(huán)50次無裂紋。全球鎢粉年產(chǎn)能約8萬噸，但適用于3D打印的球形粉末（粒徑20-50μm）占比不足5%，主要依賴等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化（PREP）技術(shù)生產(chǎn)。粉末冶金齒輪通過模壓-燒結(jié)-精整工藝制造的密度可達(dá)理論密度的95%以上。寧夏高溫合金粉末

金屬粉末的氧含量控制是保證3D打印過程穩(wěn)定性和成品耐腐蝕性的關(guān)鍵因素。安徽高溫合金粉末品牌

AlSi10Mg鋁合金粉末在汽車和航天領(lǐng)域都掀起了輕量化革新。其密度為2.68g/cm3，通過電子束熔融（EBM）技術(shù)成型的散熱器、衛(wèi)星支架等部件可減重30%-50%。研究發(fā)現(xiàn)，添加0.5%納米Zr顆粒可細(xì)化晶粒至5μm以下，明著提升抗拉強(qiáng)度至450MPa。全球帶領(lǐng)企業(yè)已推出低孔隙率（<0.2%）的改性鋁合金粉末，配合原位熱處理工藝使零件耐溫性突破200℃。但需注意鋁粉的高反應(yīng)性需在惰性氣體環(huán)境中處理，粉末回收率控制在80%以上才能保證經(jīng)濟(jì)性。