鎢基合金（如W-Ni-Fe、W-Cu）憑借高密度（17-19g/cm）與耐高溫性，用于核輻射屏蔽件與穿甲彈芯。3D打印可制造內部含冷卻流道的鎢合金聚變堆第”一“壁組件，熱負荷能力提升至20MW/m。但鎢的高熔點（3422℃）需采用電子束熔化（EBM）技術，能量輸入達3000W以上，且易產生裂紋。美國肯納金屬開發的W-25Re合金粉末，通過添加錸提升延展性，抗熱震循環次數超1000次，單價高達4500美元/kg。未來，核聚變與航天器輻射防護需求或使鎢合金市場增長至6億美元（2030年）。
鈮鈦（Nb-Ti）與釔鋇銅氧（YBCO）等超導材料的3D打印技術，正推動核磁共振（MRI）與聚變反應堆高效能組件發展。英國托卡馬克能源公司通過電子束熔化（EBM）制造鈮錫（Nb3Sn）超導線圈，臨界電流密度達3000A/mm（4.2K），較傳統繞線工藝提升20%。美國麻省理工學院（MIT）利用直寫成型（DIW）打印YBCO超導帶材，長度突破100米，77K下臨界磁場達10T。挑戰在于超導相形成的精確溫控（如Nb3Sn需700℃熱處理48小時）與晶界雜質控制。據IDTechEx預測，2030年超導材料3D打印市場將達4.7億美元，年增長率31%，主要應用于能源與醫療設備。
金、銀、鉑等貴金屬粉末通過納米級3D打印技術，用于高精度射頻器件、微電極和柔性電路。例如，蘋果的5G天線采用激光選區熔化（SLM）打印的金-鈀合金（Au-Pd）網格結構，信號損耗降低40%。納米銀粉（粒徑<50nm）經直寫成型（DIW）打印的透明導電膜，方阻低至5Ω/sq，用于折疊屏手機鉸鏈。貴金屬粉末需通過化學還原法制備，成本高昂（金粉每克超100美元），但電子行業對性能的追求推動其年需求增長12%。未來，貴金屬回收與低含量合金化技術或成降本關鍵。
生物相容性金屬材料與細胞3D打印技術的結合，正推動個性化醫療進入新階段。澳大利亞CSIRO研發出鈦合金（Ti-6Al-4V）多孔支架表面涂覆生物活性羥基磷灰石（HA），通過激光輔助沉積技術實現細胞定向生長，骨整合速度提升40%。美國Organovo公司利用納米銀摻雜的316L不銹鋼粉末打印抗細菌血管支架，可抑制99.9%的金黃色葡萄球菌附著。更前沿的研究聚焦于活細胞與金屬的同步打印，如德國Fraunhofer ILT開發的“BioHybrid”技術，將人成骨細胞嵌入鈦合金晶格結構中，體外培養14天后細胞存活率超90%。2023年全球生物金屬3D打印市場達7.8億美元，預計2030年增長至32億美元，年增長率達28%，但需突破生物-金屬界面長期穩定性難題。
食品加工設備需符合FDA與EHEDG衛生標準，金屬3D打印通過無死角結構與鏡面拋光技術降低微生物滋生風險。瑞士利樂公司采用316L不銹鋼打印液態食品灌裝閥，表面粗糙度Ra<0.8μm，清潔時間縮短70%。其內部流道經CFD優化，殘留量減少至0.01ml。德國GEA集團開發的鈦合金牛奶均質頭，通過仿生鯊魚皮表面紋理設計，阻力降低15%，能耗減少10%。但材料認證需通過EC1935/2004食品接觸材料法規，測試周期長達18個月。2023年食品機械金屬3D打印市場規模為2.6億美元，預計2030年達9.5億美元，年增長20%。鋁合金焊接易產生氣孔缺陷，需采用攪拌摩擦焊等特殊工藝。上海鋁合金模具鋁合金粉末合作
金屬粉末的綠色制備技術（如氫霧化）降低碳排放30%。中國澳門冶金鋁合金粉末廠家
高熵合金（HEAs）作為一種新興金屬材料，由5種以上主元元素構成（如FeCoCrNiMn），憑借獨特的固溶體效應和極端環境性能，成為3D打印領域的研究熱點。美國橡樹嶺國家實驗室通過激光粉末床熔融（LPBF）打印的CoCrFeMnNi高熵合金，在-196℃低溫下沖擊韌性達250J，遠超傳統不銹鋼（80J），適用于極地勘探裝備。此類合金的霧化制備難度極高，需采用等離子旋轉電極（PREP）技術以避免成分偏析，成本達每公斤2000美元以上。目前，HEAs在航空航天熱端部件（如渦輪葉片）和核聚變反應堆內壁涂層的應用已進入試驗階段。據Nature Materials研究預測，2030年高熵合金市場規模將突破7億美元，但需突破多元素粉末均勻性控制的技術瓶頸。
