月球與火星基地建設(shè)需依賴(lài)原位資源利用（ISRU），金屬3D打印技術(shù)可將月壤模擬物（含鈦鐵礦）與回收金屬粉末結(jié)合，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件本地化生產(chǎn)。歐洲航天局（ESA）的“PROJECT MOONRISE”利用激光熔融技術(shù)將月壤轉(zhuǎn)化為鈦-鋁復(fù)合材料，抗壓強(qiáng)度達(dá)300MPa，用于建造輻射屏蔽艙。美國(guó)Relativity Space開(kāi)發(fā)的“Stargate”打印機(jī)，可在火星大氣中直接打印不銹鋼燃料儲(chǔ)罐，減少地球運(yùn)輸質(zhì)量90%。挑戰(zhàn)包括低重力環(huán)境下的粉末控制（需電磁約束系統(tǒng)）與極端溫差（-180℃至+120℃）下的材料穩(wěn)定性。據(jù)NSR預(yù)測(cè)，2035年太空殖民金屬3D打印市場(chǎng)將達(dá)27億美元，年均增長(zhǎng)率38%。

數(shù)字庫(kù)存模式通過(guò)云端存儲(chǔ)零部件3D模型，實(shí)現(xiàn)“零庫(kù)存”按需生產(chǎn)。波音公司已建立包含5萬(wàn)+飛機(jī)零件的數(shù)字庫(kù)，采用鈦合金與鋁合金粉末實(shí)現(xiàn)48小時(shí)內(nèi)全球交付，倉(cāng)儲(chǔ)成本降低90%。德國(guó)博世推出“工業(yè)云”平臺(tái)，用戶(hù)可在線(xiàn)訂購(gòu)并本地打印液壓閥體，交貨周期從6周縮至3天。該模式依賴(lài)區(qū)塊鏈技術(shù)保障模型安全，每筆交易生成不可篡改的哈希記錄。據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，2025年30%的制造業(yè)企業(yè)將采用數(shù)字庫(kù)存，節(jié)省全球供應(yīng)鏈成本超300億美元，但需應(yīng)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)侵權(quán)與區(qū)域認(rèn)證差異挑戰(zhàn)。甘肅鋁合金鋁合金粉末咨詢(xún)鋁鋰合金減重15%的同時(shí)提升剛度，成為新一代航天材料。

金屬基陶瓷復(fù)合材料（如Al-SiC、Ti-B4C）通過(guò)3D打印實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度-耐溫性-耐磨性的協(xié)同提升。美國(guó)NASA的GRX-810合金在鎳基體中添加氧化物陶瓷納米顆粒，高溫強(qiáng)度達(dá)1.5GPa（1100℃），較傳統(tǒng)合金提高3倍，用于下一代超音速發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。德國(guó)通快開(kāi)發(fā)的AlSi10Mg-30%SiC活塞，摩擦系數(shù)降低至0.12，柴油機(jī)燃油效率提升8%。制備難點(diǎn)在于陶瓷相均勻分散（需超聲輔助共混）與界面結(jié)合強(qiáng)度優(yōu)化（激光能量密度>200J/mm3）。2023年全球金屬-陶瓷復(fù)合材料打印市場(chǎng)達(dá)4.1億美元，預(yù)計(jì)2030年達(dá)19億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率31%。

食品加工設(shè)備需符合FDA與EHEDG衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，金屬3D打印通過(guò)無(wú)死角結(jié)構(gòu)與鏡面拋光技術(shù)降低微生物滋生風(fēng)險(xiǎn)。瑞士利樂(lè)公司采用316L不銹鋼打印液態(tài)食品灌裝閥，表面粗糙度Ra<0.8μm，清潔時(shí)間縮短70%。其內(nèi)部流道經(jīng)CFD優(yōu)化，殘留量減少至0.01ml。德國(guó)GEA集團(tuán)開(kāi)發(fā)的鈦合金牛奶均質(zhì)頭，通過(guò)仿生鯊魚(yú)皮表面紋理設(shè)計(jì)，阻力降低15%，能耗減少10%。但材料認(rèn)證需通過(guò)EC1935/2004食品接觸材料法規(guī)，測(cè)試周期長(zhǎng)達(dá)18個(gè)月。2023年食品機(jī)械金屬3D打印市場(chǎng)規(guī)模為2.6億美元，預(yù)計(jì)2030年達(dá)9.5億美元，年增長(zhǎng)20%。3D打印的AlSi10Mg合金經(jīng)熱處理后強(qiáng)度可達(dá)400MPa以上。

鈦合金（如Ti-6Al-4V）憑借優(yōu)越的生物相容性、“高”強(qiáng)度重量比（抗拉強(qiáng)度≥900MPa）和耐腐蝕性，成為骨科植入物和航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的主要材料。3D打印技術(shù)可定制復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)，促進(jìn)骨骼細(xì)胞長(zhǎng)入，縮短患者康復(fù)周期。在航空領(lǐng)域，GE公司通過(guò)3D打印鈦合金燃油噴嘴，將傳統(tǒng)20個(gè)零件集成為1個(gè)，減重25%并提高耐用性。然而，鈦合金粉末成本高昂（每公斤約300-500美元），且打印過(guò)程中易與氧、氮發(fā)生反應(yīng)，需在真空或高純度惰性氣體環(huán)境中操作。未來(lái)，低成本鈦粉制備技術(shù)（如氫化脫氫法）或?qū)⑼苿?dòng)其更廣泛應(yīng)用。

鋁合金粉末的流動(dòng)性改良劑（如納米二氧化硅）提升打印效率。江蘇鋁合金工藝品鋁合金粉末廠(chǎng)家

鎂合金（如WE43、AZ91）因其生物可降解性和骨誘導(dǎo)特性，成為骨科臨時(shí)植入物的理想材料。3D打印多孔鎂支架可在體內(nèi)逐步降解（速率0.2-0.5mm/年），避免二次手術(shù)取出。德國(guó)夫瑯禾費(fèi)研究所開(kāi)發(fā)的Mg-Zn-Ca合金支架，通過(guò)調(diào)節(jié)孔隙率（60-80%）實(shí)現(xiàn)降解與骨再生同步，臨床試驗(yàn)顯示骨折愈合時(shí)間縮短30%。挑戰(zhàn)在于鎂的高活性導(dǎo)致打印時(shí)易氧化，需在氦氣環(huán)境下操作并將氧含量控制在10ppm以下。2023年全球可降解金屬植入物市場(chǎng)達(dá)4.3億美元，鎂合金占比超50%，預(yù)計(jì)2030年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)22%。