深空探測設備需耐受極端溫度（-180℃至+150℃）與輻射環境，3D打印的鉭鎢合金（Ta-10W）因其低熱膨脹系數（4.5×10/℃）與高熔點（3020℃），成為火星探測器熱防護組件的理想材料。NASA的“毅力號”采用電子束熔化（EBM）技術打印鉭鎢推進器噴嘴，比傳統鎳基合金減重25%，推力效率提升15%。挑戰在于深空環境中粉末的微重力控制，需開發磁懸浮送粉系統與真空室自適應密封技術。據Euroconsult預測，2030年深空探測金屬3D打印部件需求將達3.2億美元，年均增長18%。金屬粉末靜電吸附技術突破傳統鋪粉限制，提升鋁合金薄壁件打印精度。中國臺灣鋁合金粉末合作
金屬玻璃（如Zr基、Fe基）因非晶態結構具備超”高“強度（2GPa）和彈性極限（2%），但其快速凝固特性使3D打印難度極高。加州理工學院采用超高速激光熔化（冷卻速率達1×10^6 K/s）成功打印出塊體非晶合金齒輪，硬度HV 550，耐磨性比鋼制齒輪高5倍。然而，打印厚度受限（通常<5mm），且需嚴格控制粉末氧含量（<0.01%）。目前全球少數企業（如Liquidmetal）實現商業化應用，市場規模約1.2億美元，但隨工藝突破有望在精密儀器與運動器材領域爆發。
歐盟《REACH法規》與美國《有毒物質控制法》（TSCA）嚴格限制金屬粉末中鎳、鈷等有害物質的釋放量，推動低毒合金研發。例如，替代含鎳不銹鋼的Fe-Mn-Si形狀記憶合金粉末，生物相容性更優且成本降低30%。同時，粉末生產中的碳排放（如氣霧化工藝能耗達50kWh/kg）促使企業轉向綠色能源，德國EOS計劃2030年實現粉末生產100%可再生能源供電。據波士頓咨詢報告，合規成本將使金屬粉末價格在2025年前上漲8-12%，但長期利好行業可持續發展。
軟體機器人對高彈性與導電性金屬材料的需求，推動形狀記憶合金（SMA）與液態金屬的3D打印創新。哈佛大學團隊利用NiTi合金打印仿生章魚觸手，通過焦耳加熱觸發形變，抓握力達10N，響應時間<0.1秒。德國Festo的“氣動肌肉”采用銀-彈性體復合打印，拉伸率超500%，電阻變化率實時反饋壓力狀態。醫療領域，3D打印的液態金屬（eGaIn）神經電極可自適應腦組織形變，信號采集精度提升30%。據ABI Research預測，2030年軟體機器人金屬3D打印材料市場將達7.3億美元，年增長率42%，但需解決長期循環穩定性（>10萬次）與生物相容性認證難題。金屬粉末的氧含量需嚴格控制在0.1%以下以防止打印開裂。
鎢基合金（如W-Ni-Fe、W-Cu）憑借高密度（17-19g/cm）與耐高溫性，用于核輻射屏蔽件與穿甲彈芯。3D打印可制造內部含冷卻流道的鎢合金聚變堆第”一“壁組件，熱負荷能力提升至20MW/m。但鎢的高熔點（3422℃）需采用電子束熔化（EBM）技術，能量輸入達3000W以上，且易產生裂紋。美國肯納金屬開發的W-25Re合金粉末，通過添加錸提升延展性，抗熱震循環次數超1000次，單價高達4500美元/kg。未來，核聚變與航天器輻射防護需求或使鎢合金市場增長至6億美元（2030年）。
金屬粉末的松裝密度與振實密度比值反映其壓縮成型潛力。中國臺灣鋁合金粉末合作
冷噴涂（Cold Spray）通過超音速氣流加速金屬粉末（速度500-1200m/s），在固態下沉積成型，避免熱應力與相變問題，適用于鋁、銅等低熔點材料的快速修復。美國陸軍研究實驗室利用冷噴涂6061鋁合金修復直升機槳轂，抗疲勞強度較傳統焊接提升至70%。該技術還可實現異種材料結合（如鋼-鋁界面），結合強度達300MPa以上。2023年全球冷噴涂設備市場規模達2.8億美元，未來五年增長率預計18%，主要驅動力來自于航空航天與能源裝備維護需求。
