鈦合金是3D打印領域廣闊使用的金屬粉末之一，因其高的強度重量比、耐腐蝕性和生物相容性而備受青睞。通過選擇性激光熔化（SLM）技術，鈦合金粉末被逐層熔融成型，可制造復雜航空部件如渦輪葉片、發(fā)動機支架等。其致密度可達99.5%以上，力學性能接近鍛造材料。近年來，科研團隊通過優(yōu)化粉末粒徑（15-45μm）和工藝參數(shù)（激光功率、掃描速度），進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（如人工關節(jié)）領域的應用也推動了低氧含量（<0.1%）粉末的開發(fā)。3D打印金屬粉末的球形度和粒徑分布直接影響打印件的致密度和力學性能。廣東粉末合作

基于卷積神經網絡（CNN）的熔池監(jiān)控系統(tǒng)，通過分析高速相機圖像（5000fps）實時調整激光參數(shù)。美國NVIDIA開發(fā)的AI模型，可在10μs內識別鑰匙孔缺陷并調整功率（±30W），將氣孔率從5%降至0.8%。數(shù)字孿生平臺模擬全工藝鏈：某航空支架的仿真預測變形量1.2mm，實際打印偏差0.15mm。德國通快（TRUMPF）的AI工藝庫已積累10萬組參數(shù)組合，支持一鍵優(yōu)化，使新材料的開發(fā)周期從6個月縮至2周。但數(shù)據安全與知識產權保護成為新挑戰(zhàn)，需區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)參數(shù)加密共享。甘肅模具鋼粉末鋁合金AlSi10Mg粉末因其輕量化特性和優(yōu)異熱傳導性能，成為汽車輕量化部件和散熱器的理想打印材料。

金屬3D打印的主要材料——金屬粉末，其制備技術直接影響打印質量。主流工藝包括氬氣霧化法和等離子旋轉電極法（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98%以上，適用于航空航天等高精度領域。例如，某企業(yè)采用PREP法生產的鈦合金粉末，其疲勞強度較傳統(tǒng)工藝提升20%，但設備成本是氣霧化法的3倍。

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，其能量密度可達激光的10倍以上，特別適合加工高熔點材料（如鈦合金、鉭和鎳基高溫合金）。EBM的預熱溫度通常為700-1000℃，可明顯降低殘余應力，避免零件開裂。例如，GE航空采用EBM制造LEAP發(fā)動機的燃油噴嘴，將傳統(tǒng)20個零件集成為單件，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)機加工。此外，真空環(huán)境可防止金屬氧化，但設備成本和維護復雜度較高，限制了其在中小企業(yè)的普及。熱等靜壓（HIP）后處理能有效消除3D打印金屬件內部的孔隙和殘余應力。

鈷鉻合金（如CoCrMo）因高耐磨性、無鎳毒性，成為牙科冠橋、骨科關節(jié)的優(yōu)先材料。傳統(tǒng)鑄造工藝易導致成分偏析，而3D打印鈷鉻合金粉末通過逐層堆積，可實現(xiàn)個性化適配。例如，某品牌3D打印鈷鉻合金牙冠，通過患者口腔掃描數(shù)據直接成型，邊緣密合度＜50μm，使用壽命較傳統(tǒng)工藝延長3倍。在骨科領域，某醫(yī)院采用3D打印鈷鉻合金膝關節(jié)假體，通過多孔結構設計促進骨長入，術后發(fā)病率從2%降至0.3%。但鈷鉻合金粉末硬度高（HRC 35-40），需采用高功率激光器（≥500W）才能完全熔化，設備成本較高。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械性能。甘肅模具鋼粉末

金屬粉末的流動性指數(shù)（Hall Flowmeter）是評估3D打印鋪粉質量的關鍵指標。廣東粉末合作

納米級金屬粉末（粒徑＜100nm）可實現(xiàn)超高分辨率打印（層厚＜5μm），用于微機電系統(tǒng)（MEMS）和醫(yī)療微型傳感器。例如，納米銀粉打印的柔性電路導電性接近塊體銀，但成本是傳統(tǒng)蝕刻工藝的3倍。主要瓶頸是納米粉的高活性：比表面積大導致易氧化（如鋁粉自燃），需通過表面包覆（如二氧化硅涂層）或惰性氣體封裝儲存。此外，納米顆粒吸入危害大，需配備N99級防護的封閉式打印系統(tǒng)。日本JFE鋼鐵已開發(fā)納米鐵粉的穩(wěn)定制備工藝，未來或推動微型軸承和精密模具制造。