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。钛合金粉末凭借其高的强度、耐腐蚀性和生物相容性，被广泛应用于航空航天部件和医疗植入体的3D打印制造。粉末

基于工业物联网（IIoT）的在线质控系统，通过多传感器融合实时监控打印过程。Keyence的激光位移传感器以0.1μm分辨率检测铺粉层厚，配合高速相机（10000fps）捕捉飞溅颗粒，数据上传至云端AI平台分析缺陷概率。GE Additive的“A.T.L.A.S”系统能在10ms内识别未熔合区域并触发激光补焊，废品率从12%降至3%。此外，声发射传感器通过监测熔池声波频谱（20-100kHz），可预测裂纹萌生，准确率达92%。欧盟“AMOS”项目要求每批次打印件生成数字孪生档案，包含2TB的工艺数据链，满足航空AS9100D标准可追溯性要求。

金属粉末的球形度直接影响铺粉均匀性和打印质量。球形颗粒（球形度＞95%）流动性更佳，可通过霍尔流量计测试（如钛粉流速≤25s/50g）。非球形粉末易在铺粉过程中形成空隙，导致层间结合力下降，零件抗拉强度降低10%-30%。此外，卫星粉（小颗粒附着在大颗粒表面）需通过等离子球化处理去除，否则会阻碍激光能量吸收。以铝合金AlSi10Mg为例，球形粉末的堆积密度可达理论值的60%，而不规则粉末40%，明显影响终致密度（需＞99.5%才能满足航空标准）。因此，粉末形态是材料认证的主要指标之一。

镍基合金粉末在燃气轮机叶片制造中具有不可替代性。其3D打印需克服高残余应力（>800MPa）和开裂倾向，目前采用预热基板（400-600℃）和层间缓冷技术可有效控制缺陷。粉末化学需严格匹配ASTM F3056标准，其中Nb含量（5.0%-5.5%）直接影响γ"强化相析出。德国某研究所通过双峰粒径分布（10-30μm与50-80μm混合）提升堆积密度至65%，使零件在1000℃下的蠕变寿命延长3倍。该材料单公斤成本超过$500，主要受制于真空感应熔炼气雾化（VIGA）的高能耗工艺。

电子束熔化（EBM）在真空环境中利用高能电子束逐层熔化金属粉末，其能量密度可达激光的10倍以上，特别适合加工高熔点材料（如钛合金、钽和镍基高温合金）。EBM的预热温度通常为700-1000℃，可明显降低残余应力，避免零件开裂。例如，GE航空采用EBM制造LEAP发动机的燃油喷嘴，将传统20个零件集成为单件，减重25%，耐温性能提升至1200℃。但EBM的打印精度（约100μm）低于SLM，表面需后续机加工。此外，真空环境可防止金属氧化，但设备成本和维护复杂度较高，限制了其在中小企业的普及。纳米级金属粉末的制备技术突破推动了微尺度金属3D打印设备的发展。宁波高温合金粉末

金属粉末的回收利用技术可降低3D打印成本并减少资源浪费。粉末

3D打印钛合金（如Ti-6Al-4V ELI）在医疗领域颠覆了传统植入体制造。通过CT扫描患者骨骼数据，可设计多孔结构（孔径300-800μm），促进骨细胞长入，避免应力屏蔽效应。例如，颅骨修复板可精细匹配患者骨缺损形状，手术时间缩短40%。电子束熔化（EBM）技术制造的髋关节臼杯，表面粗糙度Ra＜30μm，生物固定效果优于机加工产品。此外，钽金属粉末因较好的生物相容性，被用于打印脊柱融合器，其弹性模量接近人骨，降低术后并发症风险。但金属离子释放问题仍需长期临床验证。粉末