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?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)。例如，銅-不銹鋼梯度材料用于火箭發(fā)動(dòng)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(cè)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(dòng)的材料組合預(yù)測(cè)將加速FGM的工程化應(yīng)用。冷噴涂增材制造技術(shù)通過高速粒子沉積，避免金屬材料經(jīng)歷高溫相變過程。吉林粉末

納米級(jí)金屬粉末（粒徑＜100nm）可實(shí)現(xiàn)超高分辨率打?。▽雍瘢?μm），用于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和醫(yī)療微型傳感器。例如，納米銀粉打印的柔性電路導(dǎo)電性接近塊體銀，但成本是傳統(tǒng)蝕刻工藝的3倍。主要瓶頸是納米粉的高活性：比表面積大導(dǎo)致易氧化（如鋁粉自燃），需通過表面包覆（如二氧化硅涂層）或惰性氣體封裝儲(chǔ)存。此外，納米顆粒吸入危害大，需配備N99級(jí)防護(hù)的封閉式打印系統(tǒng)。日本JFE鋼鐵已開發(fā)納米鐵粉的穩(wěn)定制備工藝，未來或推動(dòng)微型軸承和精密模具制造。

金屬粉末回收是3D打印降低成本的關(guān)鍵。磁選法可分離鐵基合金粉末中的雜質(zhì)，回收率達(dá)90%以上；氣流分級(jí)技術(shù)則通過離心場(chǎng)實(shí)現(xiàn)粒徑精細(xì)分離，將粉末D50控制在±2μm以內(nèi)。例如，某企業(yè)通過氫化脫氫工藝回收鈦合金粉末，將氧含量從0.03%降至0.015%，性能接近原生粉末，回收成本降低60%。在模具制造領(lǐng)域，某企業(yè)采用“新粉+回收粉”混合策略（新粉占比70%），在保證打印質(zhì)量的前提下，材料成本降低40%。但回收粉末的流動(dòng)性可能下降，需通過粒徑級(jí)配優(yōu)化鋪粉均勻性。

AI算法通過生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使支撐體積減少70%。德國(guó)通快（TRUMPF）的AI工藝鏈系統(tǒng)，輸入材料屬性和零件用途后，自動(dòng)生成激光功率（誤差±2%）、掃描策略和后處理方案。案例：某航空鈦合金支架的AI優(yōu)化參數(shù)使抗拉強(qiáng)度從1100MPa提升至1250MPa。此外，數(shù)字孿生技術(shù)可預(yù)測(cè)打印變形，提前補(bǔ)償模型：長(zhǎng)1米的鋁合金框架經(jīng)仿真預(yù)變形修正后，尺寸偏差從2mm降至0.1mm。但AI模型依賴海量數(shù)據(jù)，中小企業(yè)數(shù)據(jù)壁壘仍是主要障礙。電子束熔化（EBM）技術(shù)在高真空環(huán)境中運(yùn)行，特別適用于打印耐高溫的鎳基超合金。

3D打印金屬粉末的制備是技術(shù)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要依賴霧化法。氣霧化（GA）和水霧化（WA）是主流技術(shù)：氣霧化通過高壓惰性氣體（如氬氣）將熔融金屬液流破碎成微小液滴，快速冷卻后形成高球形度粉末，氧含量低，適用于鈦合金、鎳基高溫合金等高活性材料；水霧化則成本更低，但粉末形狀不規(guī)則，需后續(xù)處理。近年等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化（PREP）技術(shù)興起，通過離心力甩出液滴，粉末純凈度更高，但產(chǎn)能受限。粉末粒徑通?？刂圃?5-53μm，需通過篩分和氣流分級(jí)確保均勻性，以滿足不同打印設(shè)備（如SLM、EBM）的鋪粉要求。新型高熵合金粉末的開發(fā)為極端環(huán)境下的金屬3D打印提供了材料解決方案。四川高溫合金粉末合作

馬氏體時(shí)效鋼（18Ni300）粉末通過定向能量沉積（DED）技術(shù)，可制造兼具高韌性和超高的強(qiáng)度的模具鑲件。吉林粉末

通過原位合金化技術(shù)，3D打印可制造組分連續(xù)變化的梯度材料。例如，NASA的GRX-810合金在打印過程中梯度摻入0.5%-2%氧化釔顆粒，使高溫抗氧化性提升100倍，用于超音速燃燒室襯套。另一案例是銅-鉬梯度熱沉：銅端熱導(dǎo)率380W/mK，鉬端熔點(diǎn)2620℃，界面通過過渡層（添加0.1%釩）實(shí)現(xiàn)無缺陷結(jié)合。挑戰(zhàn)在于元素?cái)U(kuò)散控制：需在單道熔池內(nèi)實(shí)現(xiàn)成分精確混合，激光掃描策略采用螺旋漸變路徑，能量密度從200J/mm3逐步調(diào)整至500J/mm3。德國(guó)Fraunhofer研究所已成功打印出熱膨脹系數(shù)梯度變化的衛(wèi)星支架，溫差適應(yīng)范圍擴(kuò)展至-180℃~300℃。吉林粉末