電子束熔化（EBM）在真空環(huán)境中利用高能電子束逐層熔化金屬粉末，其能量密度可達(dá)激光的10倍以上，特別適合加工高熔點(diǎn)材料（如鈦合金、鉭和鎳基高溫合金）。EBM的預(yù)熱溫度通常為700-1000℃，可明顯降低殘余應(yīng)力，避免零件開(kāi)裂。例如，GE航空采用EBM制造LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴嘴，將傳統(tǒng)20個(gè)零件集成為單件，減重25%，耐溫性能提升至1200℃。但EBM的打印精度（約100μm）低于SLM，表面需后續(xù)機(jī)加工。此外，真空環(huán)境可防止金屬氧化，但設(shè)備成本和維護(hù)復(fù)雜度較高，限制了其在中小企業(yè)的普及。銅合金粉末憑借其高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，被用于打印定制化散熱器、電磁屏蔽件及電力傳輸組件。遼寧冶金粉末合作

通過(guò)原位合金化技術(shù)，3D打印可制造組分連續(xù)變化的梯度材料。例如，NASA的GRX-810合金在打印過(guò)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(dǎo)率380W/mK，鉬端熔點(diǎn)2620℃，界面通過(guò)過(guò)渡層（添加0.1%釩）實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷結(jié)合。挑戰(zhàn)在于元素?cái)U(kuò)散控制：需在單道熔池內(nèi)實(shí)現(xiàn)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(diào)整至500J/mm。德國(guó)Fraunhofer研究所已成功打印出熱膨脹系數(shù)梯度變化的衛(wèi)星支架，溫差適應(yīng)范圍擴(kuò)展至-180℃~300℃。臺(tái)州冶金粉末廠家3D打印金屬粉末的粒徑分布和球形度直接影響打印件的致密性和機(jī)械性能。

3D打印鋯合金（如Zircaloy-4）燃料組件包殼，可設(shè)計(jì)內(nèi)部蜂窩結(jié)構(gòu)，提升耐壓性和中子經(jīng)濟(jì)性。美國(guó)西屋電氣通過(guò)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(guò)嚴(yán)苛輻照測(cè)試：打印件的氦脆敏感性比鍛件高20%，需通過(guò)熱等靜壓（HIP）和納米氧化物彌散強(qiáng)化（ODS）工藝優(yōu)化。中廣核已建立全球較早3D打印核級(jí)部件認(rèn)證體系。

冷噴涂技術(shù)以超音速（Mach 3）噴射金屬顆粒，通過(guò)塑性變形固態(tài)沉積成型，適用于熱敏感材料。美國(guó)VRC Metal Systems采用冷噴涂修復(fù)直升機(jī)變速箱齒輪，結(jié)合強(qiáng)度300MPa，成本較激光熔覆降低60%。NASA將冷噴涂鋁用于國(guó)際空間站外殼修補(bǔ)，抗微隕石撞擊性能提升3倍。挑戰(zhàn)包括：① 粉末需高塑性（如純銅、鋁）；② 基體表面需噴砂處理（粗糙度Ra 5μm）；③ 沉積效率50-70%。較新進(jìn)展中，澳大利亞Titomic公司開(kāi)發(fā)動(dòng)力學(xué)冷噴涂（Kinetic Spray），沉積速率達(dá)45kg/h，可制造9米長(zhǎng)船用螺旋槳。金屬粉末的流動(dòng)性指數(shù)（Hall Flowmeter）是評(píng)估3D打印鋪粉質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。

鈦合金是3D打印領(lǐng)域廣闊使用的金屬粉末之一，因其高的強(qiáng)度重量比、耐腐蝕性和生物相容性而備受青睞。通過(guò)選擇性激光熔化（SLM）技術(shù)，鈦合金粉末被逐層熔融成型，可制造復(fù)雜航空部件如渦輪葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)支架等。其致密度可達(dá)99.5%以上，力學(xué)性能接近鍛造材料。近年來(lái)，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化粉末粒徑（15-45μm）和工藝參數(shù)（激光功率、掃描速度），進(jìn)一步提升了零件的抗疲勞性能。此外，鈦合金在醫(yī)療植入物（如人工關(guān)節(jié)）領(lǐng)域的應(yīng)用也推動(dòng)了低氧含量（<0.1%）粉末的開(kāi)發(fā)。粉末冶金鐵基材料通過(guò)滲銅處理，可同時(shí)提升材料的強(qiáng)度與耐磨性能。寧夏鋁合金粉末合作

鎳基高溫合金粉末通過(guò)3D打印可生成耐1200℃極端環(huán)境的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室部件。遼寧冶金粉末合作

SLM是目前應(yīng)用廣的金屬3D打印技術(shù)，其主要是通過(guò)高能激光束（功率通常為200-1000W）逐層熔化金屬粉末，形成致密實(shí)體。工藝參數(shù)如激光功率、掃描速度和層厚（通常20-50μm）需精確匹配：功率過(guò)低導(dǎo)致未熔合缺陷，過(guò)高則引發(fā)飛濺和變形。為提高效率，多激光系統(tǒng)（如四激光*掃描）被用于大尺寸零件制造。SLM適合復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)，例如航空航天領(lǐng)域的燃油噴嘴，傳統(tǒng)工藝需20個(gè)部件組裝，SLM可一體成型，減少焊縫并提升耐壓性。然而，殘余應(yīng)力控制仍是難點(diǎn)，需通過(guò)基板預(yù)熱（比較高達(dá)500℃）和支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化緩解開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。遼寧冶金粉末合作