2026年7月下旬，一篇提交至ArXiv预印本平台的资格评定研究，把"面向等离子体部件（PFC）材料"再次推到聚光灯下——研究对44种候选材料进行了系统评估，覆盖工程化钨架构、钨合金、掺杂钨、中子辐照钨乃至难熔合金。

▲Visualization courtesy of Jamison Daniel,Oak Ridge Leadership Computing Facility

这不是孤立事件。在ITER（国际热核聚变实验堆）的路线图中，钨已被确立为偏滤器（Divertor）和第一壁的面向等离子体材料，单体钨部件厚度介于4至30毫米之间，需承受约10MW/m²的热通量。

一句话概括聚变制造的现状：钨，是通往聚变能源无法绕开的"最难熔金属"。

钨为什么"难"

钨的熔点高达3422℃，为所有金属之首，传统熔炼需超高温设备，能耗巨大；且液态钨活性强、易挥发，冷却时极易产生裂纹、气孔和成分偏析，难以获得致密均匀。这份极致性能，恰恰也是制造上的极致难题：

l 直接激光熔融极易开裂：钨的高热导率让激光能量快速散失，形成陡峭温度梯度和巨大热应力，打印件难以避免裂纹、变形、孔洞。

l 复杂结构几乎束手无策：钨的超高硬度和脆性，使切削、铣削损耗严重，复杂结构更是难以实现；必须严格控制在特定温度窗口或采用粉末冶金路线 。

l 一致性与纯度要求苛刻：液态钨活性强、易挥发，冷却时极易产生裂纹、气孔和成分偏析。而在聚变环境下，任何微观缺陷都可能成为失效起点。

这正是难熔金属增材制造长期以来的核心瓶颈。

PEP视角：绕开"熔融"，直击"成型"

粉末挤出打印技术（PEP）的底层逻辑，恰好与钨的加工难题形成"对位解题"：

▲粉末挤出打印技术原理及工艺设备示意图

PEP采用"低温成型、高温成性"策略——将钨粉与粘结剂混炼成颗粒喂料，通过螺杆挤出在低温下完成复杂结构成型（全程不涉及金属熔化），再经脱脂烧结获得致密部件。这意味着：

l 打印阶段完全规避热应力，从根本上杜绝了直接打印中常见的裂纹、变形、孔洞；

l 产品性能一致性好，满足聚变部件对批次稳定性的严苛要求；

l 生坯可重新造粒循环使用，材料利用率达95%——对钨这类高成本战略材料尤为关键。

升华三维已成功开发多款钨合金打印材料（如UPGM-93WNiFe，采用粒径2-3μm钨粉、粉体装载量47vol.%），并向多家航空航天、核工业科研院所提供难熔金属增材制造解决方案及打印服务。从"最难熔"到"可制造"，PEP已经走通了工程化路径。

▲PEP打印93W钨合金材料  ©升华三维

一个被低估的产业信号

聚变能源从"科学可行"走向"工程可行"，材料是绕不开的关口。ITER对钨部件的规模化需求，正在倒逼难熔金属增材制造提速。

而PEP这类"3D打印+粉末冶金"的间接路线，由于其无需激光、材料兼容广、一致性好、可复用粉末冶金产线的特性，恰好契合聚变部件"高价值、复杂结构、严一致性"的制造画像。

▲PEP制备93W钨合金的核心性能 ©升华三维

当全球聚变竞赛进入工程验证期，难熔金属的制造能力，就是入场券。升华三维愿与科研院所、能源装备企业共同推进这一极限材料的产业化进程。