河北鋁合金粉末合作

NASA“Artemis”計(jì)劃擬在月球建立3D打印基地，將要利用月壤提取的鈦、鋁粉制造居住艙，抗輻射性能較地球材料提升5倍。火星原位資源利用（ISRU）中，在赤鐵礦提取的鐵粉可通過(guò)微波燒結(jié)制造工具，減少地球補(bǔ)給依賴(lài)。深空探測(cè)器將搭載電子束打印機(jī)，利用小行星金屬資源實(shí)時(shí)修復(fù)船體。技術(shù)障礙包括：① 宇宙射線(xiàn)引發(fā)的粉末帶電；② 微重力鋪粉精度控制；③ 極端溫差（-150℃至+200℃）下的材料穩(wěn)定性。預(yù)計(jì)2040年實(shí)現(xiàn)地外全流程金屬制造。銅合金粉末憑借其高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，被用于打印定制化散熱器、電磁屏蔽件及電力傳輸組件。河北鋁合金粉末合作

等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化（PREP）通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)金屬電極（轉(zhuǎn)速20,000 RPM）在等離子弧作用下熔化并甩出液滴，形成高純度球形粉末。該技術(shù)尤其適用于鈦、鋯等高活性金屬，粉末氧含量可控制在500ppm以下，衛(wèi)星粉比例＜0.05%。俄羅斯VSMPO-AVISMA公司采用PREP制備的Ti-6Al-4V粉末，平均粒徑45μm，用于波音787機(jī)翼鉸鏈部件，疲勞壽命較傳統(tǒng)氣霧化粉末提升30%。然而，PREP的產(chǎn)能限制明顯（每小時(shí)5-10kg），且電極制備成本高昂（鈦錠損耗率20%）。較新進(jìn)展中，中國(guó)鋼研科技集團(tuán)開(kāi)發(fā)多電極同步霧化技術(shù)，將產(chǎn)能提升至30kg/h，但設(shè)備投資超1500萬(wàn)美元，限為高級(jí)國(guó)用領(lǐng)域。安徽3D打印金屬粉末咨詢(xún)金屬注射成型（MIM）結(jié)合粉末冶金與注塑工藝，可大批量生產(chǎn)小型精密金屬件。

超高速激光熔覆（EHLA）以10-50m/min的掃描速度在基體表面熔覆金屬粉末，熱輸入降低至常規(guī)熔覆的10%，實(shí)現(xiàn)納米晶涂層（晶粒尺寸＜100nm）。德國(guó)亞琛大學(xué)采用EHLA在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)表面熔覆WC-12Co粉末，硬度達(dá)HRC 65，耐磨性提升8倍，使用壽命延長(zhǎng)至50萬(wàn)公里。關(guān)鍵技術(shù)包括：① 同軸送粉精度±0.1mm；② 激光-粉末流耦合控制（能量密度300J/mm2）；③ 閉環(huán)溫控系統(tǒng)（波動(dòng)±5℃）。中國(guó)徐工集團(tuán)應(yīng)用EHLA修復(fù)礦山機(jī)械軋輥，單件修復(fù)成本降低70%，但涂層結(jié)合強(qiáng)度（＞450MPa）需通過(guò)HIP后處理保障，工藝鏈復(fù)雜度增加。

3D打印鎢-錸合金（W-25Re）噴管可耐受3200℃高溫燃?xì)猓^傳統(tǒng)鉬基合金壽命延長(zhǎng)5倍。SpaceX的SuperDraco發(fā)動(dòng)機(jī)采用SLM打印的Inconel 718燃燒室，內(nèi)部集成500條微冷卻通道（直徑0.3mm），使比沖提升至290s。關(guān)鍵技術(shù)包括：① 使用500W近紅外激光（波長(zhǎng)1070nm）增強(qiáng)鎢粉吸收率；② 基板預(yù)熱至1200℃減少熱應(yīng)力；③ 氬-氫混合保護(hù)氣體抑制氧化。俄羅斯托木斯克理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的電子束懸浮熔煉技術(shù)，可直接在真空環(huán)境中打印純鎢部件，密度達(dá)99.98%，但成本為常規(guī)SLM的3倍。鈦合金因其優(yōu)異的比強(qiáng)度和生物相容性，成為骨科植入物3D打印的先選材料。

電子束熔化（EBM）在真空環(huán)境中利用高能電子束逐層熔化金屬粉末，其能量密度可達(dá)激光的10倍以上，特別適合加工高熔點(diǎn)材料（如鈦合金、鉭和鎳基高溫合金）。EBM的預(yù)熱溫度通常為700-1000℃，可明顯降低殘余應(yīng)力，避免零件開(kāi)裂。例如，GE航空采用EBM制造LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴嘴，將傳統(tǒng)20個(gè)零件集成為單件，減重25%，耐溫性能提升至1200℃。但EBM的打印精度（約100μm）低于SLM，表面需后續(xù)機(jī)加工。此外，真空環(huán)境可防止金屬氧化，但設(shè)備成本和維護(hù)復(fù)雜度較高，限制了其在中小企業(yè)的普及。粉末冶金鐵基材料通過(guò)滲銅處理，可同時(shí)提升材料的強(qiáng)度與耐磨性能。海南不銹鋼粉末合作

鈦合金粉末因其優(yōu)異的生物相容性，成為醫(yī)療領(lǐng)域3D打印骨科植入物的先選材料。河北鋁合金粉末合作

金屬粉末回收是3D打印降低成本的關(guān)鍵。磁選法可分離鐵基合金粉末中的雜質(zhì)，回收率達(dá)90%以上；氣流分級(jí)技術(shù)則通過(guò)離心場(chǎng)實(shí)現(xiàn)粒徑精細(xì)分離，將粉末D50控制在±2μm以?xún)?nèi)。例如，某企業(yè)通過(guò)氫化脫氫工藝回收鈦合金粉末，將氧含量從0.03%降至0.015%，性能接近原生粉末，回收成本降低60%。在模具制造領(lǐng)域，某企業(yè)采用“新粉+回收粉”混合策略（新粉占比70%），在保證打印質(zhì)量的前提下，材料成本降低40%。但回收粉末的流動(dòng)性可能下降，需通過(guò)粒徑級(jí)配優(yōu)化鋪粉均勻性。河北鋁合金粉末合作