金属基复合材料（MMCs）通过将陶瓷颗粒（如SiC、Al?O?）或碳纤维与金属粉末（如铝、钛）结合，明显提升强度、耐磨性与高温性能。波音公司采用SiC增强的AlSi10Mg复合材料3D打印卫星支架，比传统铝合金件减重25%，刚度提升40%。制备时需通过机械合金化或原位反应确保增强相均匀分布（体积分数10-30%），但界面结合强度与打印过程中的热应力控制仍是难点。2023年全球MMCs市场规模达6.8亿美元，预计2030年增长至15亿美元，主要驱动力来自航空航天与汽车零部件需求。多激光束协同打印技术将铝合金构件成型速度提升5倍。中国澳门铝合金模具铝合金粉末合作

金属玻璃（如Zr基、Fe基）因非晶态结构具备超”高“强度（2GPa）和弹性极限（2%），但其快速凝固特性使3D打印难度极高。加州理工学院采用超高速激光熔化（冷却速率达1×10^6 K/s）成功打印出块体非晶合金齿轮，硬度HV 550，耐磨性比钢制齿轮高5倍。然而，打印厚度受限（通常<5mm），且需严格控制粉末氧含量（<0.01%）。目前全球少数企业（如Liquidmetal）实现商业化应用，市场规模约1.2亿美元，但随工艺突破有望在精密仪器与运动器材领域爆发。

钪（Sc）作为稀有元素，添加至铝合金（如Al-Mg-Sc）中可明显提升材料强度与焊接性能。俄罗斯联合航空制造集团（UAC）采用3D打印的Al-Mg-Sc合金机身框架，抗拉强度达550MPa，较传统铝材提高40%，同时耐疲劳性增强3倍，适用于苏-57战斗机的轻量化设计。钪的添加（0.2-0.4wt%）通过细化晶粒（尺寸<5μm）与抑制再结晶，使材料在高温（200℃）下仍保持稳定性。然而，钪的高成本（每公斤超3000美元）限制其大规模应用，回收技术与低含量合金化成为研究重点。2023年全球钪铝合金市场规模为1.8亿美元，预计2030年增长至6.5亿美元，年复合增长率达24%。

金属粉末的粒度分布是决定3D打印件致密性和表面粗糙度的关键因素。理想情况下，粉末粒径应集中在15-53微米范围内，其中细粉（<25μm）占比低于10%以减少烟尘，粗粉（>45μm）占比低于5%以避免层间未熔合。例如，316L不锈钢粉末若D50（中值粒径）为35μm且跨度（D90-D10）/D50<1.5，可确保激光选区熔化（SLM）过程中熔池稳定，抗拉强度达600MPa以上。然而，过细的钛合金粉末（如D10<10μm）易在打印过程中飞散，导致氧含量升高至0.3%以上，引发脆性断裂。目前，马尔文激光粒度仪和动态图像分析（DIA）技术被广阔用于实时监测粉末粒径，配合气雾化工艺参数优化，可将批次一致性提升至98%。未来，AI驱动的粒度自适应调控系统有望将打印缺陷率降至0.1%以下。金属粉末的绿色制备技术（如氢雾化）降低碳排放30%。

铝合金（如AlSi10Mg、Al6061）因其低密度（2.7g/cm3）、高比强度和耐腐蚀性，成为航空航天、新能源汽车轻量化的优先材料。例如，波音公司通过3D打印铝合金支架，减重30%并提升燃油效率。在打印工艺上，铝合金易氧化且导热性强，需采用高功率激光器（如500W以上）和惰性气体保护（氩气或氮气）以防止氧化层形成。此外，铝合金打印件的后处理（如热等静压HIP）可消除内部残余应力，提升疲劳寿命。随着电动汽车对轻量化需求的激增，铝合金粉末的市场规模预计在2030年突破50亿美元，年复合增长率达18%。气雾化法制备的金属粉末具有高球形度和低氧含量特性。重庆铝合金工艺品铝合金粉末

3D打印的钴铬合金牙冠凭借高精度和个性化适配备受牙科青睐。中国澳门铝合金模具铝合金粉末合作

高熵合金（HEAs）作为一种新兴金属材料，由5种以上主元元素构成（如FeCoCrNiMn），凭借独特的固溶体效应和极端环境性能，成为3D打印领域的研究热点。美国橡树岭国家实验室通过激光粉末床熔融（LPBF）打印的CoCrFeMnNi高熵合金，在-196℃低温下冲击韧性达250J，远超传统不锈钢（80J），适用于极地勘探装备。此类合金的雾化制备难度极高，需采用等离子旋转电极（PREP）技术以避免成分偏析，成本达每公斤2000美元以上。目前，HEAs在航空航天热端部件（如涡轮叶片）和核聚变反应堆内壁涂层的应用已进入试验阶段。据Nature Materials研究预测，2030年高熵合金市场规模将突破7亿美元，但需突破多元素粉末均匀性控制的技术瓶颈。