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。粉末冶金技術(shù)中的等靜壓成型工藝可制備具有各向同性特征的金屬預(yù)成型坯。海南不銹鋼粉末

3D打印鋯合金（如Zircaloy-4）燃料組件包殼，可設(shè)計(jì)內(nèi)部蜂窩結(jié)構(gòu)，提升耐壓性和中子經(jīng)濟(jì)性。美國(guó)西屋電氣通過(guò)EBM制造的核反應(yīng)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(fù)合部件用于聚變堆前列壁裝甲，銅基體快速導(dǎo)熱，鎢層耐受等離子體侵蝕。但核用材料需通過(guò)嚴(yán)苛輻照測(cè)試：打印件的氦脆敏感性比鍛件高20%，需通過(guò)熱等靜壓（HIP）和納米氧化物彌散強(qiáng)化（ODS）工藝優(yōu)化。中廣核已建立全球較早3D打印核級(jí)部件認(rèn)證體系。

微層流霧化（Micro-Laminar Atomization, MLA）是新一代金屬粉末制備技術(shù)，通過(guò)超音速氣體（速度達(dá)Mach 2）在層流狀態(tài)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(wèi)星粉含量＜0.1%，氧含量低至800ppm，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)氣霧化工藝。美國(guó)6K公司開(kāi)發(fā)的UniMelt®系統(tǒng)采用微波等離子體加熱，結(jié)合MLA技術(shù)，每小時(shí)可生產(chǎn)200kg高純度鎳基合金粉，能耗降低50%。該技術(shù)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(lǐng)域提供關(guān)鍵材料。但設(shè)備投資高達(dá)2000萬(wàn)美元，目前限頭部企業(yè)應(yīng)用。

金屬3D打印的主要材料一一金屬粉末，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。粉末冶金齒輪通過(guò)模壓-燒結(jié)-精整工藝制造的密度可達(dá)理論密度的95%以上。

3D打印鈦合金（如Ti-6Al-4V ELI）在醫(yī)療領(lǐng)域顛覆了傳統(tǒng)植入體制造。通過(guò)CT掃描患者骨骼數(shù)據(jù)，可設(shè)計(jì)多孔結(jié)構(gòu)（孔徑300-800μm），促進(jìn)骨細(xì)胞長(zhǎng)入，避免應(yīng)力屏蔽效應(yīng)。例如，顱骨修復(fù)板可精細(xì)匹配患者骨缺損形狀，手術(shù)時(shí)間縮短40%。電子束熔化（EBM）技術(shù)制造的髖關(guān)節(jié)臼杯，表面粗糙度Ra＜30μm，生物固定效果優(yōu)于機(jī)加工產(chǎn)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(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。但金屬離子釋放問(wèn)題仍需長(zhǎng)期臨床驗(yàn)證。鈷鉻合金粉末在齒科3D打印中廣泛應(yīng)用，其耐腐蝕性優(yōu)于傳統(tǒng)鑄造工藝。遼寧粉末哪里買(mǎi)

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。海南不銹鋼粉末

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/mm逐步調(diào)整至500J/mm。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℃。海南不銹鋼粉末

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