增材制造专用材料可控制备技术
(1) 高性能金属构件直接制造用特种粉体材料
针对航空航天等工业领域重大技术装备高性能、难加工零部件直接制造需求，研制钛合金、高温合金、高强钢、铝合金等金属增材制造专用材料。以提高合金粉末润湿性、成型质量和强度为目标，优化合金粉体组织结构、钙/氢/氧含量、球形度、成分均匀性以及粒度分布调控技术及热诱导孔洞控制技术。利用多能量场的配合，研究新型增材制造用合金材料，如铝合金、镁合金、铁基、镍基及钛合金等材料突破现有增材制造装备对材料的限制。生产工艺方面，重点研究合金粉末的水雾化、气雾化和真空雾化等金属粉体制备工艺，突破水冷铜坩埚制备技术和底注式雾化方式等制备工艺和高性能制粉设备；研究粉末成分的稳定性（夹杂数量、成分均匀性），物理性能的稳定性（粒度分布、粉末形貌、流动性、松装比等），成品率问题（窄粒度段粉末成品率低）的控制因素。通过工艺优化，提高产品质量和批次稳定性。针对材料特性，研究高温合金在航空发动机空心叶片复杂型腔的直接成型过程特性及性能。
(2) 增材制造专用高强度工程塑料
研究增材制造专用耐高温高强度工程塑料，包括PEEK、尼龙、PPSF/PPS、HDPE和聚酰亚胺等特种树脂及高强度工程塑料粉体及挤出丝性能调控及制备技术；开发生物高分子基打印材料、碳纤维复合材料等新型高分子打印材料；研究可用于增材制造的反应性粉末材料，包括有机材料、有机/无机杂化材料。研究适用于增材工艺的光固化成型材料，包括生物基光固化树脂材料制备及性能调控技术。根据分子设计，合成有机硅改性丙烯酸酯单体或预聚物大单体，研究有机硅与丙烯酸酯种类及比例对材料力学性能的影响；筛选有效的光引发剂，研究自由基型引发剂体系和多种光引发剂复合使用及表层、深层固化机制。研究高性能塑料在电动汽车锂离子电池组件、复杂高效冷却管件中的应用。
(3) 增材制造用高性能陶瓷材料
通过陶瓷颗粒非平衡条件下成核、可控聚合以及陶瓷烧结件性能的物理机制等关键科学问题的深入探索，建立陶瓷打印材料组分、结构和工艺设计的理论基础和制备、加工、应用基础技术体系。实现典型陶瓷粉体材料和打印浆料性能的优化设计和调控，建立高性能化、高可靠性和短流程、低成本可控制备的工艺理论框架。在理论指导下形成具有自主知识产权的氧化铝、氧化锆、氧化钛和医用磷酸钙等增材制造用典型陶瓷粉体和打印浆料合成和产业化技术。重点解决陶瓷粉体粘着特性、铺粉流动性、界面烧结结合等制约陶瓷件打印特性的关键科学问题；以胶体流变学基本理论为基础，设计和优化陶瓷墨水的制备方法，优化打印墨水的存储稳定性和固化特性，针对高精度打印喷嘴/喷头优化墨水的适印性和打印构件的结构与性能。研究超微型涡轮发动机和陶瓷基复合材料涡轮导向叶片专用陶瓷材料及其成型性能。
(4) 医用增材制造专用材料
针对软组织及硬组织修复、个性化组织、功能性组织及器官等精细医疗制造需求，研制细胞等类组织或人工器官用新型增材制造用材料；针对生物医学支架应用，开发聚酯、羟基磷灰石、生物可降解水凝胶、聚醚醚酮、高分子量聚乙烯等高分子材料；针对牙科和医用假体领域，研究和开发高性能合金材料、PEEK材料和功能陶瓷粉体材料。研究三维生物结构、细胞的受控组装；研究生物医学增材制造材料及增材制造成品应用和生物安全性评估，组织工程支架材料的增材制造及应用研究。