3D打印鋯合金（如Zircaloy-4）燃料組件包殼，可設計內部蜂窩結構，提升耐壓性和中子經濟性。美國西屋電氣通過EBM制造的核反應堆格架，抗蠕變性能提高50%，服役溫度上限從400℃升至600℃。此外，鎢銅復合部件用于聚變堆前列壁裝甲，銅基體快速導熱，鎢層耐受等離子體侵蝕。但核用材料需通過嚴苛輻照測試：打印件的氦脆敏感性比鍛件高20%，需通過熱等靜壓（HIP）和納米氧化物彌散強化（ODS）工藝優化。中廣核已建立全球較早3D打印核級部件認證體系。

高密度鎢合金粉末因其熔點高達3422℃和優異的輻射屏蔽性能，被用于核反應堆部件和航天器推進系統。通過電子束熔融（EBM）技術，可制造厚度0.2mm的復雜鎢結構，相對密度達98%。但打印過程中易因熱應力開裂，需采用梯度預熱（800-1200℃）和層間退火工藝。新研究通過添加1% Re元素，將抗熱震性能提升至1500℃急冷循環50次無裂紋。全球鎢粉年產能約8萬噸，但適用于3D打印的球形粉末（粒徑20-50μm）占比不足5%，主要依賴等離子旋轉電極霧化（PREP）技術生產。內蒙古鋁合金粉末品牌粉末床熔融（PBF）技術通過精確控制激光參數，可實現99.5%以上的材料致密度。

等離子球化技術通過高溫等離子體將不規則金屬顆粒重新熔融并球形化，明顯提升粉末流動性和打印質量。例如，鎢粉經球化后霍爾流速從45s/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。該技術還可處理回收粉末，去除衛星粉和氧化層，使316L不銹鋼回收粉的氧含量從0.1%降至0.05%。德國H.C. Starck公司開發的射頻等離子系統，每小時可處理50kg鈦粉，成本較新粉降低40%。但高能等離子體易導致小粒徑粉末蒸發，需精細控制溫度和停留時間。

AI算法通過生成對抗網絡（GAN）優化支撐結構設計，使支撐體積減少70%。德國通快（TRUMPF）的AI工藝鏈系統，輸入材料屬性和零件用途后，自動生成激光功率（誤差±2%）、掃描策略和后處理方案。案例：某航空鈦合金支架的AI優化參數使抗拉強度從1100MPa提升至1250MPa。此外，數字孿生技術可預測打印變形，提前補償模型：長1米的鋁合金框架經仿真預變形修正后，尺寸偏差從2mm降至0.1mm。但AI模型依賴海量數據，中小企業數據壁壘仍是主要障礙。金屬材料微觀組織的各向異性是3D打印技術面臨的重要科學挑戰之一。

3D打印多孔鉭金屬植入體通過仿骨小梁結構（孔隙率70%-80%），彈性模量匹配人體骨骼（3-30GPa），促進骨整合。美國4WEB Medical的脊柱融合器采用梯度孔隙設計，術后6個月骨長入率達95%。另一突破是鎂合金（WE43）可降解血管支架：通過調整激光功率（50-80W）控制降解速率，6個月內完全吸收，避免二次手術。挑戰在于金屬離子釋放控制：FDA要求鎂支架的氫氣釋放速率＜0.01mL/cm2/day，需表面涂覆聚乳酸-羥基乙酸（PLGA）膜層，工藝復雜度增加50%。

鎢合金粉末通過粘結劑噴射成型技術，可生產高密度、耐輻射的核工業屏蔽構件與醫療放療設備組件。新疆3D打印金屬粉末合作

鎳基合金粉末在燃氣輪機葉片制造中具有不可替代性。其3D打印需克服高殘余應力（>800MPa）和開裂傾向，目前采用預熱基板（400-600℃）和層間緩冷技術可有效控制缺陷。粉末化學需嚴格匹配ASTM F3056標準，其中Nb含量（5.0%-5.5%）直接影響γ"強化相析出。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熔煉氣霧化（VIGA）的高能耗工藝。