形狀記憶合金（如NiTiNol）與磁致伸縮材料（如Terfenol-D）通過3D打印實(shí)現(xiàn)環(huán)境響應(yīng)形變的。波音公司利用NiTi合金打印的機(jī)翼可變襟翼，在高溫下自動(dòng)調(diào)整氣動(dòng)外形，燃油效率提升至8%。3D打印需要精確控制相變溫度（如NiTi的Af點(diǎn)設(shè)定為30-50℃），并通過拓?fù)鋬?yōu)化預(yù)設(shè)變形路徑。醫(yī)療領(lǐng)域，3D打印的Fe-Mn-Si血管支架在體溫觸發(fā)下擴(kuò)張，徑向支撐力達(dá)20N/mm2。2023年智能合金市場規(guī)模為3.4億美元，預(yù)計(jì)2030年達(dá)12億美元，年增長率為25%。

銅及銅合金（如CuCrZr、GRCop-42）憑借優(yōu)越的導(dǎo)熱性（400 W/m·K）和導(dǎo)電性（100% IACS），在散熱器及電機(jī)繞組和射頻器件中逐漸嶄露頭角。NASA利用3D打印GRCop-42銅合金制造火箭燃燒室，其耐高溫性比傳統(tǒng)材料提升至30%。然而，銅的高反射率對激光吸收率低（<5%），需采用綠激光或電子束熔化（EBM）技術(shù)。此外，銅粉易氧化，儲存需嚴(yán)格控氧環(huán)境。隨著電動(dòng)汽車對高效熱管理需求的逐漸增長，銅合金粉末市場有望在2030年突破8億美元。廣東3D打印金屬鋁合金粉末合作鋁合金表面陽極氧化處理可增強(qiáng)耐磨性與耐腐蝕性。

金屬玻璃（如Zr基、Fe基）因非晶態(tài)結(jié)構(gòu)具備超”高“強(qiáng)度（2GPa）和彈性極限（2%），但其快速凝固特性使3D打印難度極高。加州理工學(xué)院采用超高速激光熔化（冷卻速率達(dá)1×10^6 K/s）成功打印出塊體非晶合金齒輪，硬度HV 550，耐磨性比鋼制齒輪高5倍。然而，打印厚度受限（通常<5mm），且需嚴(yán)格控制粉末氧含量（<0.01%）。目前全球少數(shù)企業(yè)（如Liquidmetal）實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，市場規(guī)模約1.2億美元，但隨工藝突破有望在精密儀器與運(yùn)動(dòng)器材領(lǐng)域爆發(fā)。

金屬3D打印技術(shù)正在能源行業(yè)引發(fā)變革，尤其在核能和可再生能源領(lǐng)域。核反應(yīng)堆中復(fù)雜的內(nèi)部構(gòu)件（如燃料格架、冷卻通道）傳統(tǒng)制造需要多步驟焊接和精密加工，而3D打印可通過一次成型實(shí)現(xiàn)高精度鎳基高溫合金（如Inconel 625）部件，明顯提升耐輻射性和熱穩(wěn)定性。例如，西屋電氣采用電子束熔化（EBM）技術(shù)制造核燃料組件支架，將生產(chǎn)周期縮短60%，材料浪費(fèi)減少45%。在可再生能源領(lǐng)域，西門子歌美颯利用鋁合金粉末（AlSi7Mg）打印風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱部件，重量減輕30%，同時(shí)通過拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)提升抗疲勞性能。據(jù)Global Market Insights預(yù)測，2030年能源領(lǐng)域金屬3D打印市場規(guī)模將達(dá)25億美元，年復(fù)合增長率14%。未來，隨著第四代核反應(yīng)堆和海上風(fēng)電的擴(kuò)張，耐腐蝕鈦合金及銅基復(fù)合材料的需求將進(jìn)一步增長。金屬粉末流動(dòng)性是確保鋪粉均勻性的主要指標(biāo)之一。

金屬粉末是3D打印的主要原料，其性能直接決定終產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和精度。制備方法包括氣霧化（GA）、等離子旋轉(zhuǎn)電極（PREP）和水霧化等，其中氣霧化法因能生產(chǎn)高球形度粉末而廣泛應(yīng)用。粉末粒徑通?？刂圃?5-45微米，需通過篩分和分級確保粒度分布均勻。氧含量是另一關(guān)鍵指標(biāo)，例如鈦合金粉末的氧含量需低于0.15%以防止脆化。先進(jìn)的粉末后處理技術(shù)（如退火、鈍化）可進(jìn)一步提升流動(dòng)性。然而，金屬粉末的高成本（如鎳基合金粉末每公斤可達(dá)數(shù)百美元）仍是行業(yè)痛點(diǎn)，推動(dòng)低成本的回收再利用技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于金屬粉末供應(yīng)鏈確保材料溯源可靠性。重慶3D打印材料鋁合金粉末

多材料金屬3D打印技術(shù)為定制化功能梯度材料提供新可能。廣東3D打印金屬鋁合金粉末合作

鈦合金（如Ti-6Al-4V）憑借優(yōu)越的生物相容性、“高”強(qiáng)度重量比（抗拉強(qiáng)度≥900MPa）和耐腐蝕性，成為骨科植入物和航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的主要材料。3D打印技術(shù)可定制復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)，促進(jìn)骨骼細(xì)胞長入，縮短患者康復(fù)周期。在航空領(lǐng)域，GE公司通過3D打印鈦合金燃油噴嘴，將傳統(tǒng)20個(gè)零件集成為1個(gè)，減重25%并提高耐用性。然而，鈦合金粉末成本高昂（每公斤約300-500美元），且打印過程中易與氧、氮發(fā)生反應(yīng)，需在真空或高純度惰性氣體環(huán)境中操作。未來，低成本鈦粉制備技術(shù)（如氫化脫氫法）或?qū)⑼苿?dòng)其更廣泛應(yīng)用。