微层流雾化（Micro-Laminar Atomization, MLA）是新一代金属粉末制备技术，通过超音速气体（速度达Mach 2）在层流状态下破碎金属熔体，形成粒径分布极窄（±3μm）的球形粉末。例如，MLA制备的Ti-6Al-4V粉末中位粒径（D50）为28μm，卫星粉含量＜0.1%，氧含量低至800ppm，明显优于传统气雾化工艺。美国6K公司开发的UniMelt®系统采用微波等离子体加热，结合MLA技术，每小时可生产200kg高纯度镍基合金粉，能耗降低50%。该技术尤其适合高活性金属（如锆、铌），避免了氧化夹杂，为核能和航天领域提供关键材料。但设备投资高达2000万美元，目前限头部企业应用。

3D打印锆合金（如Zircaloy-4）燃料组件包壳，可设计内部蜂窝结构，提升耐压性和中子经济性。美国西屋电气通过EBM制造的核反应堆格架，抗蠕变性能提高50%，服役温度上限从400℃升至600℃。此外，钨铜复合部件用于聚变堆前列壁装甲，铜基体快速导热，钨层耐受等离子体侵蚀。但核用材料需通过严苛辐照测试：打印件的氦脆敏感性比锻件高20%，需通过热等静压（HIP）和纳米氧化物弥散强化（ODS）工艺优化。中广核已建立全球较早3D打印核级部件认证体系。

多激光金属3D打印系统通过4-8组激光束分区扫描，将大型零件（如飞机翼梁）的打印速度提升至1000cm3/h。德国EOS的M 300-4系统采用4×400W激光，通过智能路径规划避免热干扰，将3米长的钛合金航天支架制造周期从3个月缩至2周。关键技术在于实时热场监控：红外传感器以1000Hz频率捕捉温度场，动态调整激光功率（±10%），使残余应力降低40%。空客A380的机翼铰链部件采用该技术制造，减重35%并通过了20万次疲劳测试。但多激光系统的校准精度需控制在5μm以内，维护成本占设备总成本的30%。

静电分级利用颗粒带电特性分离不同粒径的金属粉末，精度较振动筛提高3倍。例如，15-53μm的Ti-6Al-4V粉经静电分级后，可细分出15-25μm（用于高精度SLM）和25-53μm（用于EBM）的批次，铺粉层厚误差从±5μm降至±1μm。日本Hosokawa Micron公司的Tribo静电分选机，每小时处理量达200kg，能耗降低30%。该技术还可去除粉末中的非金属杂质（如陶瓷夹杂），将航空级镍粉的纯度从99.95%提升至99.99%。但设备需防爆设计，避免粉末静电积聚引发燃爆风险。3D打印金属粉末的粒径分布和球形度直接影响打印件的致密性和机械性能。

金属3D打印的主要材料——金属粉末，其制备技术直接影响打印质量。主流工艺包括氩气雾化法和等离子旋转电极法（PREP）。氩气雾化法通过高速气流冲击金属液流，生成粒径分布较宽的粉末，成本较低但易产生空心粉和卫星粉。而PREP法利用等离子电弧熔化金属棒料，通过离心力甩出液滴形成球形粉末，其氧含量可控制在0.01%以下，球形度高达98%以上，适用于航空航天等高精度领域。例如，某企业采用PREP法生产的钛合金粉末，其疲劳强度较传统工艺提升20%，但设备成本是气雾化法的3倍。粉末冶金铁基材料通过渗铜处理，可同时提升材料的强度与耐磨性能。青海粉末咨询

粉末冶金多孔材料凭借可控孔隙结构在过滤器和催化剂载体领域应用广阔。青海粉末咨询

通过双送粉系统或层间材料切换，3D打印可实现多金属复合结构。例如，铜-不锈钢梯度材料用于火箭发动机燃烧室内壁，铜的高导热性可快速散热，不锈钢则提供高温强度。NASA开发的GRCop-42（铜铬铌合金）与Inconel 718的混合打印部件，成功通过超高温点火测试。挑战在于界面结合强度控制：不同金属的热膨胀系数差异可能导致分层，需通过过渡层设计（如添加钒或铌作为中间层）优化冶金结合。未来，AI驱动的材料组合预测将加速FGM的工程化应用。青海粉末咨询