冷噴涂技術以超音速（Mach 3）噴射金屬顆粒，通過塑性變形固態沉積成型，適用于熱敏感材料。美國VRC Metal Systems采用冷噴涂修復直升機變速箱齒輪，結合強度300MPa，成本較激光熔覆降低60%。NASA將冷噴涂鋁用于國際空間站外殼修補，抗微隕石撞擊性能提升3倍。挑戰包括：① 粉末需高塑性（如純銅、鋁）；② 基體表面需噴砂處理（粗糙度Ra 5μm）；③ 沉積效率50-70%。較新進展中，澳大利亞Titomic公司開發動力學冷噴涂（Kinetic Spray），沉積速率達45kg/h，可制造9米長船用螺旋槳。金屬材料微觀組織的各向異性是3D打印技術面臨的重要科學挑戰之一。福建冶金粉末合作

3D打印鎢-錸合金（W-25Re）噴管可耐受3200℃高溫燃氣，較傳統鉬基合金壽命延長5倍。SpaceX的SuperDraco發動機采用SLM打印的Inconel 718燃燒室，內部集成500條微冷卻通道（直徑0.3mm），使比沖提升至290s。關鍵技術包括：① 使用500W近紅外激光（波長1070nm）增強鎢粉吸收率；② 基板預熱至1200℃減少熱應力；③ 氬-氫混合保護氣體抑制氧化。俄羅斯托木斯克理工大學開發的電子束懸浮熔煉技術，可直接在真空環境中打印純鎢部件，密度達99.98%，但成本為常規SLM的3倍。福建冶金粉末合作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。

3D打印鈮鈦（Nb-Ti）超導線圈通過拓撲優化設計，臨界電流密度（Jc）達5×10? A/cm2（4.2K），較傳統繞制工藝提升40%。美國MIT團隊采用SLM技術打印的ITER聚變堆超導磁體骨架，內部集成多級冷卻流道（小直徑0.2mm），使磁場均勻性誤差＜0.01%。挑戰在于超導粉末的低溫脆性：打印過程中需將基板冷卻至-196℃（液氮溫區），并采用脈沖激光（脈寬10ns）降低熱應力。日本住友電工開發的Bi-2212高溫超導粉末，通過EBM打印成電纜芯材，77K下傳輸電流超10kA，但生產成本是傳統法的5倍。

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。粉末冶金多孔材料憑借可控孔隙結構在過濾器和催化劑載體領域應用廣闊。

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。銅合金粉末憑借其高導電性和導熱性，被用于打印定制化散熱器、電磁屏蔽件及電力傳輸組件。福建冶金粉末合作

等離子旋轉電極霧化（PREP）技術可制備高純度、低氧含量的鈦合金球形粉末。福建冶金粉末合作

通過雙送粉系統或層間材料切換，3D打印可實現多金屬復合結構。例如，銅-不銹鋼梯度材料用于火箭發動機燃燒室內壁，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。挑戰在于界面結合強度控制：不同金屬的熱膨脹系數差異可能導致分層，需通過過渡層設計（如添加釩或鈮作為中間層）優化冶金結合。未來，AI驅動的材料組合預測將加速FGM的工程化應用。福建冶金粉末合作