3D打印鋯合金（如Zircaloy-4）燃料組件包殼,，可設(shè)計內(nèi)部蜂窩結(jié)構(gòu),，提升耐壓性和中子經(jīng)濟性。美國西屋電氣通過EBM制造的核反應(yīng)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(fù)合部件用于聚變堆前列壁裝甲,，銅基體快速導(dǎo)熱,，鎢層耐受等離子體侵蝕。但核用材料需通過嚴(yán)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(yōu)化,。中廣核已建立全球較早3D打印核級部件認(rèn)證體系。

NASA“Artemis”計劃擬在月球建立3D打印基地,，將要利用月壤提取的鈦、鋁粉制造居住艙,，抗輻射性能較地球材料提升5倍?；鹦窃毁Y源利用（ISRU）中,，在赤鐵礦提取的鐵粉可通過微波燒結(jié)制造工具，減少地球補給依賴,。深空探測器將搭載電子束打印機,，利用小行星金屬資源實時修復(fù)船體。技術(shù)障礙包括：① 宇宙射線引發(fā)的粉末帶電,；② 微重力鋪粉精度控制,；③ 極端溫差（-150℃至+200℃）下的材料穩(wěn)定性。預(yù)計2040年實現(xiàn)地外全流程金屬制造,。云南鋁合金粉末粉末冶金技術(shù)中的等靜壓成型工藝可制備具有各向同性特征的金屬預(yù)成型坯,。

3D打印鈦合金（如Ti-6Al-4V ELI）在醫(yī)療領(lǐng)域顛覆了傳統(tǒng)植入體制造。通過CT掃描患者骨骼數(shù)據(jù),，可設(shè)計多孔結(jié)構(gòu)（孔徑300-800μm）,，促進(jìn)骨細(xì)胞長入，避免應(yīng)力屏蔽效應(yīng),。例如,，顱骨修復(fù)板可精細(xì)匹配患者骨缺損形狀，手術(shù)時間縮短40%,。電子束熔化（EBM）技術(shù)制造的髖關(guān)節(jié)臼杯,，表面粗糙度Ra＜30μm，生物固定效果優(yōu)于機加工產(chǎn)品,。此外,，鉭金屬粉末因較好的生物相容性，被用于打印脊柱融合器,，其彈性模量接近人骨,，降低術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險,。但金屬離子釋放問題仍需長期臨床驗證。

金屬3D打印的主要材料——金屬粉末,，其制備技術(shù)直接影響打印質(zhì)量,。主流工藝包括氬氣霧化法和等離子旋轉(zhuǎn)電極法（PREP）。氬氣霧化法通過高速氣流沖擊金屬液流,，生成粒徑分布較寬的粉末,，成本較低但易產(chǎn)生空心粉和衛(wèi)星粉。而PREP法利用等離子電弧熔化金屬棒料,，通過離心力甩出液滴形成球形粉末,，其氧含量可控制在0.01%以下，球形度高達(dá)98%以上,，適用于航空航天等高精度領(lǐng)域,。例如，某企業(yè)采用PREP法生產(chǎn)的鈦合金粉末,，其疲勞強度較傳統(tǒng)工藝提升20%,，但設(shè)備成本是氣霧化法的3倍。水霧化法生產(chǎn)的316L不銹鋼粉末成本較低,，但流動性略遜于氣霧化制備的粉末,。

316L不銹鋼粉末因其優(yōu)異的耐腐蝕性和可加工性，成為工業(yè)級3D打印的關(guān)鍵材料,。通過粉末床熔融（PBF）技術(shù)制造的316L零件,，微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)蜂窩狀奧氏體相，屈服強度可達(dá)500MPa以上,，延伸率超過40%,。該材料廣泛應(yīng)用于石油化工管道、海洋裝備和食品加工設(shè)備,。值得注意的是,，粉末的球形度（>95%）和流動性（霍爾流速≤25s/50g）直接影響打印質(zhì)量。目前行業(yè)采用氣霧化工藝生產(chǎn)高純度（O<0.03%）不銹鋼粉末,，同時開發(fā)了含銅抑菌不銹鋼粉末以滿足醫(yī)療器械的特殊需求,。鈦合金因其優(yōu)異的比強度和生物相容性，成為骨科植入物3D打印的先選材料,。紹興鈦合金粉末廠家

再生金屬粉末技術(shù)通過廢料回收重熔造粒,，為環(huán)保型3D打印提供低成本、低碳排放的可持續(xù)材料解決方案,。海南冶金粉末

通過雙送粉系統(tǒng)或?qū)娱g材料切換,，3D打印可實現(xiàn)多金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)。例如,，銅-不銹鋼梯度材料用于火箭發(fā)動機燃燒室內(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,，成功通過超高溫點火測試,。挑戰(zhàn)在于界面結(jié)合強度控制：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（如添加釩或鈮作為中間層）優(yōu)化冶金結(jié)合,。未來,，AI驅(qū)動的材料組合預(yù)測將加速FGM的工程化應(yīng)用。海南冶金粉末

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