通過原位合金化技術，3D打印可制造組分連續變化的梯度材料。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：銅端熱導率380W/mK，鉬端熔點2620℃，界面通過過渡層（添加0.1%釩）實現無缺陷結合。挑戰在于元素擴散控制：需在單道熔池內實現成分精確混合，激光掃描策略采用螺旋漸變路徑，能量密度從200J/mm逐步調整至500J/mm。德國Fraunhofer研究所已成功打印出熱膨脹系數梯度變化的衛星支架，溫差適應范圍擴展至-180℃~300℃。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。湖北3D打印金屬粉末咨詢

3D打印鋯合金（如Zircaloy-4）燃料組件包殼，可設計內部蜂窩結構，提升耐壓性和中子經濟性。美國西屋電氣通過EBM制造的核反應堆格架，抗蠕變性能提高50%，服役溫度上限從400℃升至600℃。此外，鎢銅復合部件用于聚變堆前列壁裝甲，銅基體快速導熱，鎢層耐受等離子體侵蝕。但核用材料需通過嚴苛輻照測試：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化（ODS）工藝優化。中廣核已建立全球較早3D打印核級部件認證體系。

等離子球化技術通過高溫等離子體將不規則金屬顆粒重新熔融并球形化，明顯提升粉末流動性和打印質量。例如，鎢粉經球化后霍爾流速從45s/50g降至22s/50g，堆積密度提高至理論值的65%，適用于電子束熔化（EBM）工藝。該技術還可處理回收粉末，去除衛星粉和氧化層，使316L不銹鋼回收粉的氧含量從0.1%降至0.05%。德國H.C. Starck公司開發的射頻等離子系統，每小時可處理50kg鈦粉，成本較新粉降低40%。但高能等離子體易導致小粒徑粉末蒸發，需精細控制溫度和停留時間。

金屬3D打印的粉末循環利用率超95%，但需解決性能退化問題。例如，316L不銹鋼粉經10次回收后，碳含量從0.02%升至0.08%，需通過氫還原爐（1200℃/H）恢復成分。歐盟“AMEA”項目開發了粉末壽命預測模型：根據霍爾流速、氧含量和衛星粉比例計算剩余壽命，動態調整新舊粉混合比例（通常3:7）。瑞典Hgans公司建成全球較早零廢棄粉末工廠：廢水中的金屬微粒通過電滲析回收，廢氣中的納米粉塵被陶瓷過濾器捕獲（效率99.99%），每年減排CO 5000噸。

國際標準對金屬3D打印粉末提出新的嚴格要求。ASTM F3049標準規定，鈦合金粉末氧含量需≤0.013%，球形度≥98%，粒徑分布D10/D90≤2.5；ISO/ASTM 52900標準則要求打印件內部孔隙率≤0.2%，致密度≥99.5%。例如，某企業在通過ISO 13485醫療認證，其鈷鉻合金粉末的雜質元素（Fe、Ni、Mn）總和低于0.05%，符合植入物長期穩定性要求。在航空航天領域中，某型號發動機葉片需通過NADCAP熱處理認證，確保3D打印件在650℃高溫下抗蠕變性能達標。粉末冶金技術通過壓制和燒結工藝，在汽車工業中廣闊用于生產強度高的齒輪和軸承。紹興粉末

金屬粉末的氧含量控制是保證3D打印過程穩定性和成品耐腐蝕性的關鍵因素。湖北3D打印金屬粉末咨詢

靜電分級利用顆粒帶電特性分離不同粒徑的金屬粉末，精度較振動篩提高3倍。例如，15-53μm的Ti-6Al-4V粉經靜電分級后，可細分出15-25μm（用于高精度SLM）和25-53μm（用于EBM）的批次，鋪粉層厚誤差從±5μm降至±1μm。日本Hosokawa Micron公司的Tribo靜電分選機，每小時處理量達200kg，能耗降低30%。該技術還可去除粉末中的非金屬雜質（如陶瓷夾雜），將航空級鎳粉的純度從99.95%提升至99.99%。但設備需防爆設計，避免粉末靜電積聚引發燃爆風險。湖北3D打印金屬粉末咨詢