Hagyományos gyártási technikákkal több ezer ötvözet megmunkálható. A fém 3D nyomtatási technológiánál a rendelkezésre álló anyagok száma rendkívül korlátozott, és nincs több évtizedes feldolgozási és felhasználási tapasztalata, mint a hagyományos feldolgozás. Ezenkívül az űrrepülőgép-alkatrészek gyakran olyan kritikus jellemzőket igényelnek, amelyeket rendkívül alacsony küszöbértékekre terveztek zord környezetben való használatra (magas nyomás, korrozív folyadékok vagy –252 foktól 1000 fokot meghaladó magas hőmérsékletig), és hogy biztonságosan és megbízhatóan működjön több ezer órán keresztül nagyfrekvenciás ciklusokban. Ennek eredményeként szigorú követelményeket támasztanak a végfelhasználói alkatrészekhez választott ötvözetekkel szemben.
A repülőgépipari adalékanyagok gyártásához szükséges fémek közé tartoznak az alumíniumötvözetek, a rozsdamentes acélok, a titánötvözetek, a nikkel- és vasalapú szuperötvözetek, a rézötvözetek és a tűzálló ötvözetek. A NASA mérnökei 53 fémadalékos gyártásra alkalmas ötvözetet foglaltak össze a jelenlegi kutatási és ipari alkalmazások alapján, amelyek szinte az összes jelenlegi folyamattípust lefedik az olvasztástól a szilárdtestformázásig. Ezen ötvözetek némelyike hagyományos megmunkálási anyagokból származik, és továbbra is repülőgép-alkatrészek gyártására használják. Mind az új anyagokat, mind a meglévő ötvözeteket folyamatosan fejlesztik és optimalizálják. Az összefoglalt anyagtípusok terén még bőven van hova bővíteni. Sok ötvözet még csak a fejlesztési szakaszba jutott, és előfordulhat, hogy nem teljesen kompatibilis a légiközlekedési iparral, amely speciális adalékos gyártási eljárásokat alkalmaz. Repülési alkalmazások követelményei.
Az alkalmazott adalékos gyártási eljárástól függően a nyersanyag előreötvözött por (általában gázporlasztással előállított), huzal, lemez vagy tömör rúd stb. kategóriába sorolható. Míg a rendelkezésre álló anyagok száma korlátozott a kovácsolt ötvözetekhez képest, még mindig sok általánosan használt és jól ismert magas hőmérsékletű és népszerű repülőgép-ötvözet áll rendelkezésre, különböző érettségi szintekkel.
A nikkel- és vasalapú szuperötvözetek magas hőmérsékleten és nyomáson kiváló mechanikai tulajdonságaik miatt gyakrabban használatosak, és gyakran használják zord környezetben (korrózió- és oxidációállóság). A nikkel alapú szuperötvözetek széles körben használatosak a 3D nyomtatásban, az In625 és az In718 a legszembetűnőbb számos alkalmazás számára. A vasalapú szuperötvözetek, mint például az A-286, a JBK-75 és a NASA HR-1, gyakran használatosak nagynyomású hidrogén-alkalmazásokban (például rakétahajtóművekben), és csökkenthetik a hidrogén-környezet ridegsége. Ezen túlmenően ezek a szuperötvözetek nagy kúszási ellenállással rendelkeznek, olyan tulajdonságok kombinációjával, amelyek jelentősen növelik a modern repülőgép-hajtóművek hatékonyságát. A szuperötvözetek kulcsfontosságú anyagok számos alkatrész, például nagynyomású gázturbinás égetők, turbinák, burkolatok, tárcsák és lapátok gyártásában. Egyéb magas és alacsony hőmérsékletű alkalmazások közé tartoznak a szelepek, turbinák, injektorok, gyújtók és folyékony rakétahajtóművek elosztói. Jelenleg a fejlett repülőgép-hajtóművek tömegének több mint 50 százaléka nikkel alapú szuperötvözetek.
A szilárdság/tömeg arány egy másik kulcsfontosságú mutató, és a titánötvözetek széles körben használatosak a repülőgépiparban kiváló korrózió- és hőmérsékletállósági jellemzőik, valamint kiváló fajlagos szilárdságuk miatt, és felkeltették a figyelmet az additív gyártás területén. . Pontosabban, a Ti6Al4V a futóművek, a csapágykeretek, a forgó alkatrészek, a kompresszortárcsák és a lapátok, a kriogén hajtóanyagtartályok és sok más repülőgép-alkatrészek szokásos ötvözete. A Ti6242 használható kompresszorlapátokhoz és forgó gépalkatrészekhez, a TiAl ötvözetek pedig az ilyen turbinalapátokhoz.
Bár az alumíniumötvözetek szilárdsága kisebb, mint a titánötvözetek, jó szilárdság-tömeg arányúak, és általános és érett repülési anyagok. Az additív gyártású alkatrészek gyártásához használt alumíniumötvözetek közé tartoznak az 1xxx, 2xxx, 4xxx, 6xxx és 7xxx sorozatok, amelyek ötvözőelemeken alapulnak, amelyek közül sok szilárdtest-adalékanyagok gyártási eljárásaival, például súrlódó keverőhegesztéssel és ultrahangos hegesztéssel állítható elő. Az alumíniumötvözetek jelenleg porágyas és energialerakódási eljárásokat alkalmaznak a repedés csökkentése érdekében, és a nyomtatható típusok közé tartozik az AlSi10Mg, F357, A205, 7A77, 6061-RAM2, Scalmalloy stb. Az alumíniumötvözetek azonban számos hátránnyal is rendelkeznek, például gyenge magas. -A hőmérsékleti teljesítmény, a hegesztési javítási problémák és a nagy szilárdságú alumíniumötvözetek gyenge feszültség-korróziós repedésállósága is gyakori.
A titánnal vagy szuperötvözetekkel összehasonlítva a rozsdamentes acél jó szilárdság-tömeg arányú, magas hőmérséklet-állósággal és alacsonyabb költséggel rendelkezik, ezért széles körben használják repülőgépek és űrhajóalkatrészek gyártásában. A rozsdamentes acél megfelelő környezetben magas korrózió-, oxidáció- és kopásállóságot mutat, és felhasználható motor- és kipufogórendszerek, hidraulikus alkatrészek, hőcserélők, futóművek és szerkezeti kötések gyártásához. A repülőgépiparban zsanérokat, rögzítőelemeket, futóműveket és egyéb repülőgép-alkatrészeket gyártanak. A fém 3D nyomtatáshoz használható rozsdamentes acélok közé tartozik többek között a 316 literes ausztenites acél és a 17-4PH csapadékkeményítő acél. Számos előnye ellenére az acél viszonylag sűrű és könnyen alakítható hagyományos technikákkal, és a fémadalékos gyártás használata rozsdamentes acél alkatrészek előállításához korlátozott mértékben alkalmazható az űrhajózásban.
Az additív gyártásnak nem kell egyetlen fémre korlátozódnia, egyedi bi- és többfém szerkezetek készíthetők vele. Az anyag diszkréten hozzáadható a tervezéshez a termikus vagy szerkezeti tulajdonságok optimalizálása érdekében, mint például a szerkezeti burkolatok, karimák, kiemelkedések formája vagy egyéb jellemzők a teljes alrendszer súlyának optimalizálása érdekében. Ezenkívül fém átmeneti vagy funkcionálisan osztályozott anyagok is gyárthatók.