等離子球化技術(shù)通過(guò)高溫等離子體將不規(guī)則金屬顆粒重新熔融并球形化，明顯提升粉末流動(dòng)性和打印質(zhì)量。例如，鎢粉經(jīng)球化后霍爾流速?gòu)?5s/50g降至22s/50g，堆積密度提高至理論值的65%，適用于電子束熔化（EBM）工藝。該技術(shù)還可處理回收粉末，去除衛(wèi)星粉和氧化層，使316L不銹鋼回收粉的氧含量從0.1%降至0.05%。德國(guó)H.C. Starck公司開(kāi)發(fā)的射頻等離子系統(tǒng)，每小時(shí)可處理50kg鈦粉，成本較新粉降低40%。但高能等離子體易導(dǎo)致小粒徑粉末蒸發(fā)，需精細(xì)控制溫度和停留時(shí)間。水霧化法生產(chǎn)的316L不銹鋼粉末成本較低，但流動(dòng)性略遜于氣霧化制備的粉末。河南高溫合金粉末廠家

金屬3D打印的主要材料——金屬粉末，其制備技術(shù)直接影響打印質(zhì)量。主流工藝包括氬氣霧化法和等離子旋轉(zhuǎn)電極法（PREP）。氬氣霧化法通過(guò)高速氣流沖擊金屬液流，生成粒徑分布較寬的粉末，成本較低但易產(chǎn)生空心粉和衛(wèi)星粉。而PREP法利用等離子電弧熔化金屬棒料，通過(guò)離心力甩出液滴形成球形粉末，其氧含量可控制在0.01%以下，球形度高達(dá)98%以上，適用于航空航天等高精度領(lǐng)域。例如，某企業(yè)采用PREP法生產(chǎn)的鈦合金粉末，其疲勞強(qiáng)度較傳統(tǒng)工藝提升20%，但設(shè)備成本是氣霧化法的3倍。內(nèi)蒙古3D打印金屬粉末合作馬氏體時(shí)效鋼（18Ni300）粉末通過(guò)定向能量沉積（DED）技術(shù)，可制造兼具高韌性和超高的強(qiáng)度的模具鑲件。

3D打印固體氧化物燃料電池（SOFC）的鎳-YSZ陽(yáng)極，多孔結(jié)構(gòu)使電化學(xué)反應(yīng)表面積增加5倍，輸出功率密度達(dá)1.2W/cm2（傳統(tǒng)工藝0.8W/cm2）。氫能領(lǐng)域，鈦基雙極板通過(guò)內(nèi)部流道拓?fù)鋬?yōu)化，使燃料電池堆體積減少30%。美國(guó)Relativity Space打印的液態(tài)甲烷/液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，采用鉻鎳鐵合金內(nèi)襯與銅合金冷卻通道一體成型，燃燒效率提升至99.8%。但高溫燃料電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性需驗(yàn)證：3D打印件的熱循環(huán)壽命（＞5000次）較傳統(tǒng)工藝低20%，需通過(guò)摻雜氧化鈰納米顆粒改善。

納米級(jí)金屬粉末（粒徑＜100nm）可實(shí)現(xiàn)超高分辨率打印（層厚＜5μm），用于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和醫(yī)療微型傳感器。例如，納米銀粉打印的柔性電路導(dǎo)電性接近塊體銀，但成本是傳統(tǒng)蝕刻工藝的3倍。主要瓶頸是納米粉的高活性：比表面積大導(dǎo)致易氧化（如鋁粉自燃），需通過(guò)表面包覆（如二氧化硅涂層）或惰性氣體封裝儲(chǔ)存。此外，納米顆粒吸入危害大，需配備N99級(jí)防護(hù)的封閉式打印系統(tǒng)。日本JFE鋼鐵已開(kāi)發(fā)納米鐵粉的穩(wěn)定制備工藝，未來(lái)或推動(dòng)微型軸承和精密模具制造。

鎳基高溫合金粉末通過(guò)3D打印可生成耐1200℃極端環(huán)境的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室部件。紹興3D打印金屬粉末合作

納米級(jí)金屬粉末的制備技術(shù)突破推動(dòng)了微尺度金屬3D打印設(shè)備的發(fā)展。河南高溫合金粉末廠家

通過(guò)原位合金化技術(shù)，3D打印可制造組分連續(xù)變化的梯度材料。例如，NASA的GRX-810合金在打印過(guò)程中梯度摻入0.5%-2%氧化釔顆粒，使高溫抗氧化性提升100倍，用于超音速燃燒室襯套。另一案例是銅-鉬梯度熱沉：銅端熱導(dǎo)率380W/mK，鉬端熔點(diǎn)2620℃，界面通過(guò)過(guò)渡層（添加0.1%釩）實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷結(jié)合。挑戰(zhàn)在于元素?cái)U(kuò)散控制：需在單道熔池內(nèi)實(shí)現(xiàn)成分精確混合，激光掃描策略采用螺旋漸變路徑，能量密度從200J/mm3逐步調(diào)整至500J/mm3。德國(guó)Fraunhofer研究所已成功打印出熱膨脹系數(shù)梯度變化的衛(wèi)星支架，溫差適應(yīng)范圍擴(kuò)展至-180℃~300℃。河南高溫合金粉末廠家