NASA的“OSAM-2”任務(wù)計(jì)劃在軌打印10米長(zhǎng)Ka波段天線，采用鋁硅合金粉末（粒徑20-45μm）和電子束技術(shù)。微重力環(huán)境下，粉末需通過靜電吸附鋪裝（電場(chǎng)強(qiáng)度5kV/m），層厚控制精度±3μm。俄羅斯Energia公司測(cè)試了真空環(huán)境下的鈦合金SLM打印，零件孔隙率0.2%，但設(shè)備功耗高達(dá)8kW，遠(yuǎn)超衛(wèi)星供電能力。未來月球基地建設(shè)中，3D打印可利用月壤提取的金屬粉末（如鈦鐵礦還原成鈦粉）制造結(jié)構(gòu)件，但月塵的高磨蝕性需開發(fā)專業(yè)用送粉系統(tǒng)，當(dāng)前試驗(yàn)中部件壽命不足100小時(shí)。貴金屬粉末（如銀、金）在珠寶3D打印中實(shí)現(xiàn)微米級(jí)精度，能快速成型傳統(tǒng)工藝難以加工的鏤空貴金屬飾品。天津不銹鋼粉末合作

模仿蜘蛛網(wǎng)的梯度晶格結(jié)構(gòu)，3D打印鈦合金承力件的抗沖擊性能提升80%?？湛虯350的機(jī)翼接頭采用仿生分形設(shè)計(jì)，減重高達(dá)30%且載荷能力達(dá)15噸。德國(guó)KIT研究所通過拓?fù)鋬?yōu)化生成的髖關(guān)節(jié)植入體，彈性模量匹配人骨（3-30GPa），術(shù)后骨整合速度提升40%。但仿生結(jié)構(gòu)支撐去除困難：需開發(fā)水溶性支撐材料（如硫酸鈣基材料），溶解速率控制在0.1mm/h，避免損傷主體結(jié)構(gòu)。美國(guó)3D Systems的“仿生套件”軟件可自動(dòng)生成輕量化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)效率提升10倍。

3D打印鈮鈦（Nb-Ti）超導(dǎo)線圈通過拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，臨界電流密度（Jc）達(dá)5×10? A/cm2（4.2K），較傳統(tǒng)繞制工藝提升40%。美國(guó)MIT團(tuán)隊(duì)采用SLM技術(shù)打印的ITER聚變堆超導(dǎo)磁體骨架，內(nèi)部集成多級(jí)冷卻流道（小直徑0.2mm），使磁場(chǎng)均勻性誤差＜0.01%。挑戰(zhàn)在于超導(dǎo)粉末的低溫脆性：打印過程中需將基板冷卻至-196℃（液氮溫區(qū)），并采用脈沖激光（脈寬10ns）降低熱應(yīng)力。日本住友電工開發(fā)的Bi-2212高溫超導(dǎo)粉末，通過EBM打印成電纜芯材，77K下傳輸電流超10kA，但生產(chǎn)成本是傳統(tǒng)法的5倍。

荷蘭MX3D公司采用的

電弧增材制造（WAAM）打印出12米長(zhǎng)不銹鋼橋梁，結(jié)構(gòu)自重4.5噸，承載能力達(dá)20噸。關(guān)鍵技術(shù)包括：① 多機(jī)器人協(xié)同打印路徑規(guī)劃；② 實(shí)時(shí)變形補(bǔ)償算法（預(yù)彎曲0.3%）；③ 在線熱處理消除層間應(yīng)力。阿聯(lián)酋的“3D打印未來大廈”項(xiàng)目采用鈦合金網(wǎng)格外骨骼，抗風(fēng)荷載達(dá)250km/h，材料用量比較傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)減少60%。但建筑規(guī)范滯后：中國(guó)2023年發(fā)布的《增材制造鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》將打印件強(qiáng)度折減系數(shù)定為0.85，推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化。 鈦合金粉末憑借其高的強(qiáng)度、耐腐蝕性和生物相容性，被廣泛應(yīng)用于航空航天部件和醫(yī)療植入體的3D打印制造。

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。選擇性激光熔化（SLM）技術(shù)通過逐層熔融金屬粉末，可制造復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的金屬零件。新疆不銹鋼粉末咨詢

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)。天津不銹鋼粉末合作

等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化（PREP）通過高速旋轉(zhuǎn)金屬電極（轉(zhuǎn)速20,000 RPM）在等離子弧作用下熔化并甩出液滴，形成高純度球形粉末。該技術(shù)尤其適用于鈦、鋯等高活性金屬，粉末氧含量可控制在500ppm以下，衛(wèi)星粉比例＜0.05%。俄羅斯VSMPO-AVISMA公司采用PREP制備的Ti-6Al-4V粉末，平均粒徑45μm，用于波音787機(jī)翼鉸鏈部件，疲勞壽命較傳統(tǒng)氣霧化粉末提升30%。然而，PREP的產(chǎn)能限制明顯（每小時(shí)5-10kg），且電極制備成本高昂（鈦錠損耗率20%）。較新進(jìn)展中，中國(guó)鋼研科技集團(tuán)開發(fā)多電極同步霧化技術(shù)，將產(chǎn)能提升至30kg/h，但設(shè)備投資超1500萬美元，限為高級(jí)國(guó)用領(lǐng)域。天津不銹鋼粉末合作