金属3D打印技术是影响高端制造业发展的颠覆性技术之一。目前3D打印行业原料端多采用常规熔炼预合金化后的丝材或粉末，产品端集中于解决传统手段无法生产的材料制备问题。材料高通量实验是并行或高效串行完成大量样品的制备与表征，是实现新材料成分和工艺组合设计的变革性前沿技术。将金属3D打印技术、高通量制备技术两者有机融合应用于前沿材料体系制备开发，实现材料成分、组织、性能的高通量获取，不仅为材料技术发展提供一项创新手段，也为各领域战略关键材料的研发提供强有力的支撑，科学意义和应用价值巨大。
本项目团队开创性的提出元素粉末3D打印技术思路并开展相关技术攻关研究，即原材料采用纯元素粉末或纯元素与母合金机械混合，在打印过程直接完成原料合金化且同步成型高致密度样品。基于该技术项目团队设计开发了国内外首台元素粉末3D打印高通量制备平台，通过自研的给粉装置结合3D打印模块实现200种成分工艺组合块体样品的一次性制备。样品的形态可在阵列式样品或梯度样品间自由切换。该设备可辅助研究团队快速筛选材料成分与制备工艺的最优组合，大幅缩短新材料研发的时间进程及冶金能耗，实现研发成本与时间的双减半。