3D打印技术综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，已应用于产品原型、模具制造、生物工程与医学、珠宝制作等领域，可替代传统精细加工工艺并在很大程度上提升制作的效率和精密程度。然而，3D打印工艺过程对金属粉末材料提出了更高的要求，如要求粒径范围在20-50微米、具有高球形度和低氧含量等。目前，国内所需的细粒径球形金属粉末基本依赖进口，由于粉末的制备工艺存在原料利用率低的瓶颈问题、价格昂贵，这在极大程度上制约了我国金属3D打印技术的推广与应用。

    3D打印高球形粉末的技术特色和优势主要有：

    (1)在金属起弧蒸发的过程中，充入氢气，在高温下氢气作为导热介质，可提高产率并控制金属气体原子的活性，生成物相纯净的单质金属纳米粒子；

    (2)以物相纯净的金属纳米粉末为初始材料配制悬浮溶液料浆。本发明中，稳定均匀料浆的制备对造粒粉末的形貌及粒径分布有着至关重要的作用，采用球磨与机械搅拌相结合的方式，阶段球磨的作用是打碎纳米颗粒团聚体，使有机粘结剂和分散剂在颗粒表面的吸附达到平衡，第二阶段采用能量较低的机械搅拌，作用是排出料浆中夹杂的气泡并使有机添加剂的高分子链连接形成均匀稳定的三维网状结构；

    (3)通过喷雾干燥的方法对所制备的稳定悬浮溶液料浆进行造粒，可以获得具有良好的球形度、低氧含量和较高致密度的微米级颗粒。本发明中，干燥塔为密闭式，干燥介质为惰性气体，可有效控制终制备的金属粉末颗粒中的氧含量。

    (4)造粒后的热处理工艺，对终获得满足3D打印要求的金属粉末非常重要。本发明中，采用阶段式热处理方式，阶段热处理的作用是使造粒过程中加入的有机粘结剂挥发；第二阶段热处理的作用是使金属粉末颗粒之间形成固相粘结，既保证具有足够的颗粒间结合强度和致密度，又不发生颗粒(或内部微结构)快速粗化或整体烧结。

   （5）3D打印高球形粉末通过调控各工艺步骤的参数组合，可以制备得到具有优良球形度、高流动性、低氧含量且平均粒径及粒径分布满足3D打印要求的纯单质金属粉末。同时，本方法与其他工艺方法相比，对金属颗粒的球形度、粒径分布和氧含量的可控性强，并且具有工艺简单和成本低的优势。