3D打印鈮鈦（Nb-Ti）超導(dǎo)線圈通過拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，臨界電流密度（Jc）達(dá)5×10? A/cm2（4.2K），較傳統(tǒng)繞制工藝提升40%。美國MIT團(tuán)隊(duì)采用SLM技術(shù)打印的ITER聚變堆超導(dǎo)磁體骨架，內(nèi)部集成多級冷卻流道（小直徑0.2mm），使磁場均勻性誤差＜0.01%。挑戰(zhàn)在于超導(dǎo)粉末的低溫脆性：打印過程中需將基板冷卻至-196℃（液氮溫區(qū)），并采用脈沖激光（脈寬10ns）降低熱應(yīng)力。日本住友電工開發(fā)的Bi-2212高溫超導(dǎo)粉末，通過EBM打印成電纜芯材，77K下傳輸電流超10kA，但生產(chǎn)成本是傳統(tǒng)法的5倍。梯度金屬材料的3D打印實(shí)現(xiàn)了單一構(gòu)件不同區(qū)域力學(xué)性能的定制化分布。臺州鋁合金粉末

超高速激光熔覆（EHLA）以10-50m/min的掃描速度在基體表面熔覆金屬粉末，熱輸入降低至常規(guī)熔覆的10%，實(shí)現(xiàn)納米晶涂層（晶粒尺寸＜100nm）。德國亞琛大學(xué)采用EHLA在柴油發(fā)動機(jī)活塞環(huán)表面熔覆WC-12Co粉末，硬度達(dá)HRC 65，耐磨性提升8倍，使用壽命延長至50萬公里。關(guān)鍵技術(shù)包括：① 同軸送粉精度±0.1mm；② 激光-粉末流耦合控制（能量密度300J/mm2）；③ 閉環(huán)溫控系統(tǒng)（波動±5℃）。中國徐工集團(tuán)應(yīng)用EHLA修復(fù)礦山機(jī)械軋輥，單件修復(fù)成本降低70%，但涂層結(jié)合強(qiáng)度（＞450MPa）需通過HIP后處理保障，工藝鏈復(fù)雜度增加。臺州鋁合金粉末鈷鉻合金粉末在齒科3D打印中廣泛應(yīng)用，其耐腐蝕性優(yōu)于傳統(tǒng)鑄造工藝。

模仿蜘蛛網(wǎng)的梯度晶格結(jié)構(gòu)，3D打印鈦合金承力件的抗沖擊性能提升80%?？湛虯350的機(jī)翼接頭采用仿生分形設(shè)計(jì)，減重高達(dá)30%且載荷能力達(dá)15噸。德國KIT研究所通過拓?fù)鋬?yōu)化生成的髖關(guān)節(jié)植入體，彈性模量匹配人骨（3-30GPa），術(shù)后骨整合速度提升40%。但仿生結(jié)構(gòu)支撐去除困難：需開發(fā)水溶性支撐材料（如硫酸鈣基材料），溶解速率控制在0.1mm/h，避免損傷主體結(jié)構(gòu)。美國3D Systems的“仿生套件”軟件可自動生成輕量化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)效率提升10倍。

多激光金屬3D打印系統(tǒng)通過4-8組激光束分區(qū)掃描，將大型零件（如飛機(jī)翼梁）的打印速度提升至1000cm3/h。德國EOS的M 300-4系統(tǒng)采用4×400W激光，通過智能路徑規(guī)劃避免熱干擾，將3米長的鈦合金航天支架制造周期從3個(gè)月縮至2周。關(guān)鍵技術(shù)在于實(shí)時(shí)熱場監(jiān)控：紅外傳感器以1000Hz頻率捕捉溫度場，動態(tài)調(diào)整激光功率（±10%），使殘余應(yīng)力降低40%?？湛虯380的機(jī)翼鉸鏈部件采用該技術(shù)制造，減重35%并通過了20萬次疲勞測試。但多激光系統(tǒng)的校準(zhǔn)精度需控制在5μm以內(nèi)，維護(hù)成本占設(shè)備總成本的30%。納米級金屬粉末的制備技術(shù)突破推動了微尺度金屬3D打印設(shè)備的發(fā)展。

冷噴涂技術(shù)以超音速（Mach 3）噴射金屬顆粒，通過塑性變形固態(tài)沉積成型，適用于熱敏感材料。美國VRC Metal Systems采用冷噴涂修復(fù)直升機(jī)變速箱齒輪，結(jié)合強(qiáng)度300MPa，成本較激光熔覆降低60%。NASA將冷噴涂鋁用于國際空間站外殼修補(bǔ)，抗微隕石撞擊性能提升3倍。挑戰(zhàn)包括：① 粉末需高塑性（如純銅、鋁）；② 基體表面需噴砂處理（粗糙度Ra 5μm）；③ 沉積效率50-70%。較新進(jìn)展中，澳大利亞Titomic公司開發(fā)動力學(xué)冷噴涂（Kinetic Spray），沉積速率達(dá)45kg/h，可制造9米長船用螺旋槳。高溫合金粉末在航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片3D打印中展現(xiàn)出優(yōu)異的耐高溫蠕變性能。湖北因瓦合金粉末合作

粉末冶金鐵基材料通過滲銅處理，可同時(shí)提升材料的強(qiáng)度與耐磨性能。臺州鋁合金粉末

鎳基合金粉末在燃?xì)廨啓C(jī)葉片制造中具有不可替代性。其3D打印需克服高殘余應(yīng)力（>800MPa）和開裂傾向，目前采用預(yù)熱基板（400-600℃）和層間緩冷技術(shù)可有效控制缺陷。粉末化學(xué)需嚴(yán)格匹配ASTM F3056標(biāo)準(zhǔn)，其中Nb含量（5.0%-5.5%）直接影響γ"強(qiáng)化相析出。德國某研究所通過雙峰粒徑分布（10-30μm與50-80μm混合）提升堆積密度至65%，使零件在1000℃下的蠕變壽命延長3倍。該材料單公斤成本超過$500，主要受制于真空感應(yīng)熔煉氣霧化（VIGA）的高能耗工藝。