金屬3D打印為文物修復提供高精度、非侵入性解決方案。意大利佛羅倫薩圣母百花大教堂使用掃描-建模-打印流程復制青銅門缺失的文藝復興時期雕花飾件，材料采用與原作匹配的錫青銅（Cu-8Sn），表面通過電化學老化處理實現歷史包漿效果，相似度達98%。大英博物館利用選區激光燒結（SLS）修復古羅馬鐵劍，內部填充316L不銹鋼芯增強結構，外部復刻氧化層紋理。技術難點在于多材料混合打印與古法工藝模擬，倫理爭議亦需平衡修復與原真性。2023年文化遺產修復領域金屬3D打印應用規模達1.1億美元，預計2030年增長至4.5億美元，年復合增長率22%。鋁合金的比強度（強度/密度比）是輕量化設計的主要優勢。新疆冶金鋁合金粉末

鈧（Sc）作為稀有元素，添加至鋁合金（如Al-Mg-Sc）中可明顯提升材料強度與焊接性能。俄羅斯聯合航空制造集團（UAC）采用3D打印的Al-Mg-Sc合金機身框架，抗拉強度達550MPa，較傳統鋁材提高40%，同時耐疲勞性增強3倍，適用于蘇-57戰斗機的輕量化設計。鈧的添加（0.2-0.4wt%）通過細化晶粒（尺寸<5μm）與抑制再結晶，使材料在高溫（200℃）下仍保持穩定性。然而，鈧的高成本（每公斤超3000美元）限制其大規模應用，回收技術與低含量合金化成為研究重點。2023年全球鈧鋁合金市場規模為1.8億美元，預計2030年增長至6.5億美元，年復合增長率達24%。四川鋁合金鋁合金粉末金屬粉末回收率提升可降低增材制造綜合成本達30%。

軟體機器人對高彈性與導電性金屬材料的需求，推動形狀記憶合金（SMA）與液態金屬的3D打印創新。哈佛大學團隊利用NiTi合金打印仿生章魚觸手，通過焦耳加熱觸發形變，抓握力達10N，響應時間<0.1秒。德國Festo的“氣動肌肉”采用銀-彈性體復合打印，拉伸率超500%，電阻變化率實時反饋壓力狀態。醫療領域，3D打印的液態金屬（eGaIn）神經電極可自適應腦組織形變，信號采集精度提升30%。據ABI Research預測，2030年軟體機器人金屬3D打印材料市場將達7.3億美元，年增長率42%，但需解決長期循環穩定性（>10萬次）與生物相容性認證難題。

316L和17-4PH不銹鋼粉末因其高耐腐蝕性、可焊接性和低成本的優點 ，被廣闊用于石油管道、海洋設備及食品加工類模具。3D打印不銹鋼件可通過調整工藝參數（如層厚、激光功率）實現不同硬度需求。例如，17-4PH經熱處理后硬度可達HRC40以上，適用于高磨損環境。然而，不銹鋼打印易產生球化效應（未熔合顆粒），需通過提高能量密度或優化掃描路徑解決。隨著工業備件按需制造需求的增長，不銹鋼粉末的全球市場預計在2025年將達到12億美元。金屬打印過程中殘余應力控制是保證零件尺寸精度的關鍵挑戰。

金屬粉末是3D打印的主要原料，其性能直接決定終產品的機械強度和精度。制備方法包括氣霧化（GA）、等離子旋轉電極（PREP）和水霧化等，其中氣霧化法因能生產高球形度粉末而廣泛應用。粉末粒徑通常控制在15-45微米，需通過篩分和分級確保粒度分布均勻。氧含量是另一關鍵指標，例如鈦合金粉末的氧含量需低于0.15%以防止脆化。先進的粉末后處理技術（如退火、鈍化）可進一步提升流動性。然而，金屬粉末的高成本（如鎳基合金粉末每公斤可達數百美元）仍是行業痛點，推動低成本的回收再利用技術成為研究熱點。鋁合金焊接易產生氣孔缺陷，需采用攪拌摩擦焊等特殊工藝。四川鋁合金模具鋁合金粉末廠家

鋁合金打印件內部各向異性問題需通過掃描路徑優化改善。新疆冶金鋁合金粉末

鈦合金（如Ti-6Al-4V）憑借優越的生物相容性、“高”強度重量比（抗拉強度≥900MPa）和耐腐蝕性，成為骨科植入物和航空發動機葉片的主要材料。3D打印技術可定制復雜多孔結構，促進骨骼細胞長入，縮短患者康復周期。在航空領域，GE公司通過3D打印鈦合金燃油噴嘴，將傳統20個零件集成為1個，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、氮發生反應，需在真空或高純度惰性氣體環境中操作。未來，低成本鈦粉制備技術（如氫化脫氫法）或將推動其更廣泛應用。