微層流霧化（Micro-Laminar Atomization, MLA）是新一代金屬粉末制備技術，通過超音速氣體（速度達Mach 2）在層流狀態下破碎金屬熔體，形成粒徑分布極窄（±3μm）的球形粉末。例如，MLA制備的Ti-6Al-4V粉末中位粒徑（D50）為28μm，衛星粉含量＜0.1%，氧含量低至800ppm，明顯優于傳統氣霧化工藝。美國6K公司開發的UniMelt®系統采用微波等離子體加熱，結合MLA技術，每小時可生產200kg高純度鎳基合金粉，能耗降低50%。該技術尤其適合高活性金屬（如鋯、鈮），避免了氧化夾雜，為核能和航天領域提供關鍵材料。但設備投資高達2000萬美元，目前限頭部企業應用。
等離子球化技術通過高溫等離子體將不規則金屬顆粒重新熔融并球形化，明顯提升粉末流動性和打印質量。例如，鎢粉經球化后霍爾流速從45s/50g降至22s/50g，堆積密度提高至理論值的65%，適用于電子束熔化（EBM）工藝。該技術還可處理回收粉末，去除衛星粉和氧化層，使316L不銹鋼回收粉的氧含量從0.1%降至0.05%。德國H.C. Starck公司開發的射頻等離子系統，每小時可處理50kg鈦粉，成本較新粉降低40%。但高能等離子體易導致小粒徑粉末蒸發，需精細控制溫度和停留時間。海南冶金粉末鎢合金粉末通過粘結劑噴射成型技術，可生產高密度、耐輻射的核工業屏蔽構件與醫療放療設備組件。
通過雙送粉系統或層間材料切換，3D打印可實現多金屬復合結構。例如，銅-不銹鋼梯度材料用于火箭發動機燃燒室內壁，銅的高導熱性可快速散熱，不銹鋼則提供高溫強度。NASA開發的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。挑戰在于界面結合強度控制：不同金屬的熱膨脹系數差異可能導致分層，需通過過渡層設計（如添加釩或鈮作為中間層）優化冶金結合。未來，AI驅動的材料組合預測將加速FGM的工程化應用。
聲學超材料通過3D打印的鈦合金螺旋-腔體復合結構，在500-2000Hz頻段實現聲波衰減30dB。德國寶馬集團在M系列跑車排氣系統中集成打印消音器，背壓降低20%而噪音減少5分貝。潛艇領域，梯度阻抗金屬結構可扭曲主動聲吶信號，美國海軍測試的樣機檢測距離從10km降至2km。技術難點在于多物理場耦合仿真：單個零件的聲-結構-流體耦合計算需消耗10萬CPU小時，需借助超算優化。中國商飛開發的客艙降噪面板采用鋁硅合金多孔結構，減重40%且隔聲量提升15dB，已通過適航認證。金屬粘結劑噴射成型技術（BJT）通過逐層粘接和后續燒結實現近凈成形制造。
金屬3D打印中未熔化的粉末可回收利用，但循環次數受限于氧化和粒徑變化。例如，316L不銹鋼粉經5次循環后，氧含量從0.03%升至0.08%，需通過氫還原處理恢復性能。回收粉末通常與新粉以3:7比例混合，以確保流動性和成分穩定。此外，真空篩分系統可減少粉塵暴露，保障操作安全。從環保角度看，3D打印的材料利用率達95%以上，而傳統鍛造40%-60%。德國EOS推出的“綠色粉末”方案，通過優化工藝將單次打印能耗降低20%，推動循環經濟模式。高溫合金粉末在航空發動機渦輪葉片3D打印中展現出優異的耐高溫蠕變性能。重慶鋁合金粉末合作
粉末冶金技術中的等靜壓成型工藝可制備具有各向同性特征的金屬預成型坯。甘肅高溫合金粉末品牌
納米級金屬粉末（粒徑＜100nm）可實現超高分辨率打印（層厚＜5μm），用于微機電系統（MEMS）和醫療微型傳感器。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。日本JFE鋼鐵已開發納米鐵粉的穩定制備工藝，未來或推動微型軸承和精密模具制造。
