盡管3D打印減少材料浪費（利用率可達(dá)95% vs 傳統(tǒng)加工的40%）,，但其能耗與粉末制備的環(huán)保問題引發(fā)關(guān)注,。一項生命周期分析（LCA）表明,，打印1kg鈦合金零件的碳排放為12-15kg CO,，其中60%來自霧化制粉過程,。瑞典Sandvik公司開發(fā)的氫化脫氫（HDH）鈦粉工藝，能耗比傳統(tǒng)氣霧化降低35%,，但粉末球形度70-80%,。此外，金屬粉末的回收率不足50%,，廢棄粉末需通過酸洗或電解再生,，可能產(chǎn)生重金屬污染。未來,，綠氫能源驅(qū)動的霧化設(shè)備與閉環(huán)粉末回收系統(tǒng)或成行業(yè)減碳關(guān)鍵路徑,。
將MOF材料（如ZIF-8）與金屬粉末復(fù)合,，可賦予3D打印件多功能特性,。美國西北大學(xué)團(tuán)隊在316L不銹鋼粉末表面生長2μm厚MOF層，打印的化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)壁比表面積提升至1200m/g,，催化效率較傳統(tǒng)材質(zhì)提高4倍,。在儲氫領(lǐng)域，鈦合金-MOF復(fù)合結(jié)構(gòu)通過SLM打印形成微米級孔道（孔徑0.5-2μm）,，在30bar壓力下儲氫密度達(dá)4.5wt%,，超越多數(shù)固態(tài)儲氫材料。挑戰(zhàn)在于MOF的熱分解溫度（通常<400℃）與金屬打印高溫環(huán)境不兼容,，需采用冷噴涂技術(shù)后沉積MOF層,，界面結(jié)合強(qiáng)度需≥50MPa以實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。湖北冶金鈦合金粉末咨詢3D打印鈦合金骨科器械的生物相容性已通過國際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,，成為定制化手術(shù)工具的新趨勢,。
3D打印金屬材料（又稱金屬增材制造材料）是高級制造業(yè)的主要突破方向之一。其技術(shù)原理基于逐層堆積成型,，通過高能激光或電子束選擇性熔化金屬粉末，實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的直接制造,。與傳統(tǒng)鑄造或鍛造工藝相比,，3D打印無需模具，可大幅縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,，尤其適用于航空航天領(lǐng)域的小批量定制化部件,。例如，GE航空采用鈦合金3D打印技術(shù)制造的燃油噴嘴,，將20個傳統(tǒng)零件整合為單一結(jié)構(gòu),，重量減輕25%，耐用性明顯提升,。然而,，該技術(shù)對粉末材料要求極高,，需滿足低氧含量、高球形度及粒徑均一性,，制備成本約占整體成本的30%-50%,。未來，隨著等離子霧化,、氣霧化技術(shù)的優(yōu)化,，金屬粉末的工業(yè)化生產(chǎn)效率有望進(jìn)一步提升。
數(shù)字孿生技術(shù)正貫穿金屬打印全鏈條,。達(dá)索系統(tǒng)的3DEXPERIENCE平臺構(gòu)建了從粉末流動到零件服役的完整虛擬模型：① 粉末級離散元模擬（DEM）優(yōu)化鋪粉均勻性（誤差<5%）,；② 熔池流體動力學(xué)（CFD）預(yù)測氣孔率（精度±0.1%）；③ 微觀組織相場模擬指導(dǎo)熱處理工藝,�,？湛屯ㄟ^該平臺將A350支架的試錯次數(shù)從50次降至3次，開發(fā)周期縮短70%,。未來,，結(jié)合量子計算可將多物理場仿真速度提升1000倍，實時指導(dǎo)打印參數(shù)調(diào)整,，實現(xiàn)“首先即正確”的零缺陷制造,。電子束熔融（EBM）技術(shù)適合鈦合金的高效打印。
3D打印的鈦合金建筑節(jié)點正提升高層建筑抗震等級,。日本清水建設(shè)開發(fā)的X型節(jié)點（Ti-6Al-4V ELI）,，通過晶格填充與梯度密度設(shè)計，能量吸收能力達(dá)傳統(tǒng)鋼節(jié)點的3倍,，在模擬阪神地震（震級7.3）測試中,，塑性變形量控制在5%以內(nèi)。該結(jié)構(gòu)使用粒徑53-106μm粗粉,，通過EBM技術(shù)以0.2mm層厚打印,，成本高達(dá)$2000/kg，未來需開發(fā)低成本鈦粉回收工藝,。迪拜3D打印辦公樓項目中,，此類節(jié)點使建筑整體抗震等級從8級提升至9級，但防火涂層（需耐受1200℃）與金屬結(jié)構(gòu)的兼容性仍是難題,。納米鈦合金粉末的引入可細(xì)化打印件晶粒尺寸,，明顯提升材料的抗蠕變性能。湖北冶金鈦合金粉末咨詢
鈦合金粉末的制備成本較高,，但性能優(yōu)勢明顯,。遼寧金屬粉末鈦合金粉末合作
金屬玻璃因非晶態(tài)結(jié)構(gòu)展現(xiàn)超”高“強(qiáng)度（>2GPa）和彈性極限（~2%），但其制備依賴毫米級薄帶急冷法,，難以成型復(fù)雜零件,。美國加州理工學(xué)院通過超高速激光熔化（冷卻速率達(dá)10^6 K/s）,，成功打印出鋯基（ZrCuAlNi）金屬玻璃齒輪，晶化率控制在1%以下,，硬度達(dá)550HV,。該技術(shù)采用粒徑<25μm的預(yù)合金粉末，激光功率密度需超過500W/mm以確保熔池瞬間冷卻,。然而,，非晶合金的打印尺寸受限一一目前比較大連續(xù)結(jié)構(gòu)為10cm×10cm×5cm，且殘余應(yīng)力易引發(fā)自發(fā)斷裂,。日本東北大學(xué)通過添加0.5%釔（Y）細(xì)化微觀結(jié)構(gòu),，將臨界打印厚度從3mm提升至8mm，拓展了其在精密軸承和手術(shù)刀具中的應(yīng)用,。
