近年来，3D打印技术因能轻松制造结构复杂、轻量化的金属零件，在航空航天、生物医疗等高端装备制造领域备受青睐。但打印件的疲劳性能差和精度限制一直是制约其关键应用的“硬伤”。
2025年下半年，从中国到美国的多个研究团队相继宣布了一系列突破性新材料技术，从根本上解决了3D打印件强度不足、精度有限的行业难题。
抗疲劳钛合金刷新强度纪录
中国科学院金属研究所张哲峰和张振军研究员团队成功研发出一种新型3D打印后处理技术，制造出被誉为”全能”抗疲劳的钛合金材料，刷新了金属材料抗疲劳性能的世界纪录。
该团队发明的净增材制造新工艺（NAMP），能精确控制材料的内部结构和缺陷，同时消除微孔和粗大组织这两种导致疲劳的”元凶”。
实验数据显示，这种3D打印钛合金在不同应力比的疲劳测试中，”比疲劳强度”全面优于所有金属材料。这意味着3D打印材料也能拥有顶级的抗疲劳能力，为其在航空航天等关键领域的应用扫除了障碍。
纳米级打印实现精度突破
在微纳制造领域，宁波大学李凯副教授联合香港大学陆洋教授团队提出了纳米尺度电喷打印方法，制造出兼具大弹性应变和高压电性能的PZT纳米结构。
该技术实现了约40纳米的分辨率和约400的深宽比，打印的PZT纳米结构伸长率可达13%，压电常数d31达到236.5×10⁻¹² C·N⁻¹，媲美块材的高压电性能。
这种高精度打印技术为纳米尺度功能结构及其器件的增材制造提供了可行方案，在高性能传感器和执行器领域具有广泛应用前景。
多材料陶瓷打印取得进展
浙江工业大学激光先进制造研究院姚建华教授团队开发出集成激光辅助固化、脉冲切换挤出与相对压力控制的多陶瓷直接墨水书写（DIW）打印方法。
团队设计的新型多流道汇聚喷头，成功实现了2种、3种及4种陶瓷浆料复合支架的精准3D打印成型，解决了多材料3D打印中的浆料窜流和结构坍塌问题。
性能测试表明，多陶瓷复合支架在机械性能和生物相容性方面均优于单组分陶瓷支架，在骨科植入物、齿科修复体等精准医疗场景具备良好应用潜力。
高温合金实现量产应用
NASA格伦研究中心研制出的GRX-810新型高温合金已从实验室走向产业化应用。这种专为3D打印设计的合金能耐受超过1093°C的极端高温环境，在2000°F下可持续工作长达一年，远超市面传统材料。
GRX-810属于氧化物弥散强化（ODS）合金，其基础成分为镍、钴和铬，并通过纳米级陶瓷氧化物对每一颗金属颗粒进行强化，极大提升了高温下的抗蠕变性能。
NASA已授权科罗拉多州金属3D打印材料企业Elementum 3D进行合作生产，该公司目前可实现从小批量研究级到吨级的工业规模量产。
可持续发展材料创新
麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室与Hasso Plattner研究所联合开发了创新性3D打印解决方案SustainaPrint。
该系统通过有限元分析精准预测打印模型的应力分布，智能选择高强度与环保丝材，可在不牺牲强度的情况下减少80%的塑料用量。
仅用20%的高强度材料，即可使打印件恢复至70%的全强度性能。部分案例中，混合材料结构因应力分布更均匀，性能甚至超越全强度打印件。
新材料的突破正在重塑3D打印技术的应用边界。从纳米级精密制造到极端环境下的高性能应用，新材料技术不仅解决了3D打印行业的强度与精度难题，更开启了个性化定制、功能梯度材料制造的全新可能性。
随着这些创新材料的产业化进程加速，3D打印技术将从原型制造走向批量生产，在航空航天、生物医疗、新能源等高端制造领域发挥更为重要的作用。