NASA“Artemis”計劃擬在月球建立3D打印基地，將要利用月壤提取的鈦、鋁粉制造居住艙，抗輻射性能較地球材料提升5倍。火星原位資源利用（ISRU）中，在赤鐵礦提取的鐵粉可通過微波燒結(jié)制造工具，減少地球補給依賴。深空探測器將搭載電子束打印機，利用小行星金屬資源實時修復船體。技術(shù)障礙包括：① 宇宙射線引發(fā)的粉末帶電；② 微重力鋪粉精度控制；③ 極端溫差（-150℃至+200℃）下的材料穩(wěn)定性。預(yù)計2040年實現(xiàn)地外全流程金屬制造。金屬材料微觀組織的各向異性是3D打印技術(shù)面臨的重要科學挑戰(zhàn)之一。浙江鋁合金粉末廠家

金屬粉末的球形度直接影響鋪粉均勻性和打印質(zhì)量。球形顆粒（球形度＞95%）流動性更佳，可通過霍爾流量計測試（如鈦粉流速≤25s/50g）。非球形粉末易在鋪粉過程中形成空隙，導致層間結(jié)合力下降，零件抗拉強度降低10%-30%。此外，衛(wèi)星粉（小顆粒附著在大顆粒表面）需通過等離子球化處理去除，否則會阻礙激光能量吸收。以鋁合金AlSi10Mg為例，球形粉末的堆積密度可達理論值的60%，而不規(guī)則粉末40%，明顯影響終致密度（需＞99.5%才能滿足航空標準）。因此，粉末形態(tài)是材料認證的主要指標之一。上海鋁合金粉末廠家馬氏體時效鋼（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度的模具鑲件。

多激光金屬3D打印系統(tǒng)通過4-8組激光束分區(qū)掃描，將大型零件（如飛機翼梁）的打印速度提升至1000cm3/h。德國EOS的M 300-4系統(tǒng)采用4×400W激光，通過智能路徑規(guī)劃避免熱干擾，將3米長的鈦合金航天支架制造周期從3個月縮至2周。關(guān)鍵技術(shù)在于實時熱場監(jiān)控：紅外傳感器以1000Hz頻率捕捉溫度場，動態(tài)調(diào)整激光功率（±10%），使殘余應(yīng)力降低40%。空客A380的機翼鉸鏈部件采用該技術(shù)制造，減重35%并通過了20萬次疲勞測試。但多激光系統(tǒng)的校準精度需控制在5μm以內(nèi)，維護成本占設(shè)備總成本的30%。

高密度鎢合金粉末因其熔點高達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系統(tǒng)。通過電子束熔融（EBM）技術(shù)，可制造厚度0.2mm的復雜鎢結(jié)構(gòu)，相對密度達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)。水霧化法制備的不銹鋼粉末成本較低，但流動性遜于氣霧化工藝生產(chǎn)的球形粉末。

通過雙送粉系統(tǒng)或?qū)娱g材料切換，3D打印可實現(xiàn)多金屬復合結(jié)構(gòu)。例如，銅-不銹鋼梯度材料用于火箭發(fā)動機燃燒室內(nèi)壁，銅的高導熱性可快速散熱，不銹鋼則提供高溫強度。NASA開發(fā)的GRCop-42（銅鉻鈮合金）與Inconel 718的混合打印部件，成功通過超高溫點火測試。挑戰(zhàn)在于界面結(jié)合強度控制：不同金屬的熱膨脹系數(shù)差異可能導致分層，需通過過渡層設(shè)計（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。鎳基高溫合金粉末通過3D打印可生成耐1200℃極端環(huán)境的航空發(fā)動機燃燒室部件。寧波因瓦合金粉末廠家

納米級金屬粉末的制備技術(shù)突破推動了微尺度金屬3D打印設(shè)備的發(fā)展。浙江鋁合金粉末廠家

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90%以上；氣流分級技術(shù)則通過離心場實現(xiàn)粒徑精細分離，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%。但回收粉末的流動性可能下降，需通過粒徑級配優(yōu)化鋪粉均勻性。浙江鋁合金粉末廠家