金屬粉末的易燃性與毒性促使全球安全標準趨嚴。國際標準化組織（ISO）發布ISO 80079-36:2023，規定3D打印金屬粉末的爆燃下限（LEL）測試方法與存儲規范（如鈦粉需在氮氣柜中保存）。美國OSHA要求工作場所粉塵濃度低于15mg/m，推動企業采用濕法除塵與靜電吸附系統。中國GB/T 41678-2022將金屬粉末運輸危險等級定為Class 4.1，UN編號UN3178。合規成本使粉末生產商利潤壓縮5-8%，但長遠看將減少事故率90%，為保障安全，提升行業社會認可度。鋁合金表面陽極氧化處理可增強耐磨性與耐腐蝕性。北京3D打印材料鋁合金粉末合作
高熵合金（HEAs）作為一種新興金屬材料，由5種以上主元元素構成（如FeCoCrNiMn），憑借獨特的固溶體效應和極端環境性能，成為3D打印領域的研究熱點。美國橡樹嶺國家實驗室通過激光粉末床熔融（LPBF）打印的CoCrFeMnNi高熵合金，在-196℃低溫下沖擊韌性達250J，遠超傳統不銹鋼（80J），適用于極地勘探裝備。此類合金的霧化制備難度極高，需采用等離子旋轉電極（PREP）技術以避免成分偏析，成本達每公斤2000美元以上。目前，HEAs在航空航天熱端部件（如渦輪葉片）和核聚變反應堆內壁涂層的應用已進入試驗階段。據Nature Materials研究預測，2030年高熵合金市場規模將突破7億美元，但需突破多元素粉末均勻性控制的技術瓶頸。
3D打印（增材制造）技術的快速發展推動金屬材料進入工業制造的主要領域。與傳統鑄造或鍛造不同，3D打印通過逐層堆疊金屬粉末，結合激光或電子束熔化技術，能夠制造出傳統工藝難以實現的復雜幾何結構（如蜂窩結構、內部流道）。金屬3D打印材料需滿足高純度、低氧含量和良好流動性等要求，以確保打印過程中無孔隙、裂紋等缺陷。目前主流材料包括鈦合金、鋁合金、不銹鋼、鎳基高溫合金等，其中鋁合金因輕量化和高導熱性成為汽車和消費電子領域的熱門選擇。未來，隨著材料數據庫的完善和工藝優化，金屬3D打印將更多應用于小批量、定制化生產場景。
鎳基高溫合金（如Inconel 718、Hastelloy X）因其在高溫（>1000℃）下的抗氧化性、抗蠕變性和耐腐蝕性，成為航空發動機、燃氣輪機及火箭噴嘴的主要材料。例如，SpaceX的SuperDraco發動機采用3D打印Inconel 718，可承受高壓燃燒環境。此類合金粉末需通過等離子霧化（PA）制備以確保低雜質含量，打印時需精確控制層間冷卻速率以避免裂紋。然而，高溫合金的高硬度導致后加工困難，電火花加工（EDM）成為關鍵工藝。據MarketsandMarkets預測，2027年高溫合金粉末市場規模將達35億美元，年均增長7.2%。金屬粉末的綠色制備技術（如氫霧化）降低碳排放30%。
金屬粉末的粒度分布是決定3D打印件致密性和表面粗糙度的關鍵因素。理想情況下，粉末粒徑應集中在15-53微米范圍內，其中細粉（<25μm）占比低于10%以減少煙塵，粗粉（>45μm）占比低于5%以避免層間未熔合。例如，316L不銹鋼粉末若D50（中值粒徑）為35μm且跨度（D90-D10）/D50<1.5，可確保激光選區熔化（SLM）過程中熔池穩定，抗拉強度達600MPa以上。然而，過細的鈦合金粉末（如D10<10μm）易在打印過程中飛散，導致氧含量升高至0.3%以上，引發脆性斷裂。目前，馬爾文激光粒度儀和動態圖像分析（DIA）技術被廣闊用于實時監測粉末粒徑，配合氣霧化工藝參數優化，可將批次一致性提升至98%。未來，AI驅動的粒度自適應調控系統有望將打印缺陷率降至0.1%以下。金屬粉末的松裝密度與振實密度比值反映其壓縮成型潛力。廣東鋁合金模具鋁合金粉末
人工智能算法優化鋁合金3D打印工藝參數減少試錯成本。北京3D打印材料鋁合金粉末合作
行業標準缺失仍是金屬3D打印規模化應用的障礙。ASTM與ISO聯合發布的ISO/ASTM 52900系列標準已涵蓋材料測試（如拉伸、疲勞）、工藝參數與后處理規范。空客牽頭成立的“3D打印材料聯盟”（AMMC）匯集50+企業，建立鈦合金Ti64和AlSi10Mg的全球統一認證數據庫。中國“增材制造材料標準化委員會”2023年發布GB/T 39255-2023，規范金屬粉末循環利用流程。標準化推動下，全球航空航天3D打印部件認證周期從24個月縮短至12個月，成本降低35%。北京3D打印材料鋁合金粉末合作
