微層流霧化（Micro-Laminar Atomization, MLA）是新一代金屬粉末制備技術，通過超音速氣體（速度達Mach 2）在層流狀態下破碎金屬熔體，形成粒徑分布極窄（±3μm）的球形粉末。例如，MLA制備的Ti-6Al-4V粉末中位粒徑（D50）為28μm，衛星粉含量＜0.1%，氧含量低至800ppm，明顯優于傳統氣霧化工藝。美國6K公司開發的UniMelt®系統采用微波等離子體加熱，結合MLA技術，每小時可生產200kg高純度鎳基合金粉，能耗降低50%。該技術尤其適合高活性金屬（如鋯、鈮），避免了氧化夾雜，為核能和航天領域提供關鍵材料。但設備投資高達2000萬美元，目前限頭部企業應用。
通過納米包覆或機械融合，金屬粉末可復合陶瓷/聚合物提升性能。例如，鋁粉表面包覆10nm碳化硅，SLM成型后抗拉強度從300MPa增至450MPa，耐磨性提高3倍。銅-石墨烯復合粉末（石墨烯含量0.5wt%）打印的散熱器，熱導率從400W/mK升至580W/mK。德國Nanoval公司的復合粉末制備技術，利用高速氣流將納米顆粒嵌入基體粉末，混合均勻度達99%，已用于航天器軸承部件。但納米添加易導致激光反射率變化，需重新優化能量密度（如銅-石墨烯粉的激光功率需提高20%）。
3D打印鈦合金（如Ti-6Al-4V ELI）在醫療領域顛覆了傳統植入體制造。通過CT掃描患者骨骼數據，可設計多孔結構（孔徑300-800μm），促進骨細胞長入，避免應力屏蔽效應。例如，顱骨修復板可精細匹配患者骨缺損形狀，手術時間縮短40%。電子束熔化（EBM）技術制造的髖關節臼杯，表面粗糙度Ra＜30μm，生物固定效果優于機加工產品。此外，鉭金屬粉末因較好的生物相容性，被用于打印脊柱融合器，其彈性模量接近人骨，降低術后并發癥風險。但金屬離子釋放問題仍需長期臨床驗證。
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。金屬增材制造與拓撲優化算法的結合正在顛覆傳統復雜構件的設計范式。
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/cm/day，需表面涂覆聚乳酸-羥基乙酸（PLGA）膜層，工藝復雜度增加50%。
鎳基高溫合金粉末通過3D打印可生成耐1200℃極端環境的航空發動機燃燒室部件。重慶3D打印金屬粉末
液態金屬（鎵銦錫合金）3D打印技術通過微注射成型制造可拉伸電路，導電率3×10 S/m，拉伸率超200%。美國卡內基梅隆大學開發的直寫式打印系統，可在彈性體基底上直接沉積液態金屬導線（線寬50μm），用于柔性傳感器陣列。另一突破是納米銀漿打印：燒結溫度從300℃降至150℃，兼容PET基板，電阻率2.5μΩ·cm。挑戰包括：① 液態金屬的高表面張力需低粘度改性劑（如鹽酸處理）；② 納米銀的氧化問題需惰性氣體封裝。韓國三星已實現5G天線金屬網格的3D打印量產，成本降低40%。
