Sử dụng các kỹ thuật sản xuất truyền thống, hàng nghìn hợp kim có thể được gia công. Đối với công nghệ in 3D kim loại, số lượng vật liệu có sẵn vô cùng hạn chế, không có kinh nghiệm xử lý và sử dụng hàng chục năm như gia công truyền thống. Ngoài ra, các thành phần hàng không vũ trụ thường yêu cầu các đặc tính quan trọng được thiết kế cho ngưỡng cực nhỏ để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt (áp suất cao, chất lỏng ăn mòn hoặc nhiệt độ thấp từ −252 độ đến nhiệt độ cao vượt quá 1000 độ), và các thành phần như vậy cần hoạt động an toàn và đáng tin cậy trong hàng nghìn giờ ở chu kỳ tần số cao. Do đó, các yêu cầu nghiêm ngặt được đặt ra đối với các hợp kim được lựa chọn cho các thành phần sử dụng cuối cùng.
Các kim loại cần thiết để sản xuất phụ gia hàng không vũ trụ bao gồm hợp kim nhôm, thép không gỉ, hợp kim titan, siêu hợp kim niken và sắt, hợp kim đồng và hợp kim chịu lửa. Các kỹ sư của NASA đã tóm tắt 53 hợp kim phù hợp cho sản xuất phụ gia kim loại dựa trên các nghiên cứu hiện tại và các ứng dụng trong ngành, bao gồm hầu hết các loại quy trình hiện tại từ nấu chảy và tạo hình ở trạng thái rắn. Một số hợp kim này có nguồn gốc từ vật liệu gia công truyền thống và tiếp tục được sử dụng để chế tạo các bộ phận hàng không vũ trụ. Cả vật liệu mới và hợp kim hiện có liên tục được phát triển và tối ưu hóa. Vẫn còn rất nhiều chỗ để mở rộng trong các loại tài liệu tóm tắt. Nhiều hợp kim mới chỉ đạt đến giai đoạn phát triển và có thể không hoàn toàn tương thích với ngành hàng không sử dụng các quy trình sản xuất phụ gia cụ thể. Yêu cầu ứng dụng hàng không vũ trụ.
Tùy thuộc vào quy trình sản xuất phụ gia được sử dụng, nguyên liệu thô có thể được phân loại là bột hợp kim trước (thường được sản xuất bằng nguyên tử hóa khí), dây, tấm hoặc thanh rắn, v.v. Trong khi số lượng nguyên liệu có sẵn là hạn chế so với hợp kim rèn, vẫn còn rất nhiều hợp kim hàng không vũ trụ nhiệt độ cao và phổ biến được sử dụng phổ biến và có sẵn, với các mức độ trưởng thành khác nhau.
Các siêu hợp kim niken và sắt được sử dụng nhiều hơn vì các tính chất cơ học tuyệt vời của chúng ở nhiệt độ và áp suất cao và thường được sử dụng trong các môi trường khắc nghiệt (chống ăn mòn và oxy hóa). Các siêu hợp kim dựa trên niken được sử dụng rộng rãi trong in 3D, với In625 và In718 là nổi bật nhất cho nhiều ứng dụng. Các siêu hợp kim dựa trên sắt như A -286, JBK -75 và NASA HR -1 thường được sử dụng trong các ứng dụng hydro áp suất cao (chẳng hạn như động cơ tên lửa) và có thể giảm rủi ro liên quan đến môi trường hydro. Ngoài ra, các siêu hợp kim này có khả năng chống rão cao, là sự kết hợp của các đặc tính giúp tăng đáng kể hiệu suất của động cơ máy bay hiện đại. Superalloys là vật liệu quan trọng trong sản xuất nhiều thành phần như thiết bị đốt tuabin khí áp suất cao, tuabin, vỏ, đĩa và cánh quạt. Các ứng dụng nhiệt độ cao và thấp khác bao gồm van, tuabin, kim phun, bộ đốt và ống góp cho động cơ tên lửa lỏng. Hiện nay, hơn 50% khối lượng của động cơ máy bay tiên tiến bao gồm các siêu hợp kim dựa trên niken.
Tỷ lệ độ bền trên trọng lượng là một chỉ số quan trọng khác và hợp kim titan đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không vũ trụ do đặc tính chống ăn mòn và nhiệt độ tuyệt vời, cũng như độ bền cụ thể tuyệt vời, và đã và đang thu hút sự chú ý trong lĩnh vực sản xuất phụ gia . Cụ thể, Ti6Al4V là hợp kim phổ biến cho thiết bị hạ cánh, khung chịu lực, các bộ phận quay, đĩa và cánh máy nén, thùng chứa chất đẩy đông lạnh, và nhiều thành phần hàng không vũ trụ khác. Ti6242 có thể được sử dụng cho các cánh máy nén và các bộ phận máy quay, và hợp kim TiAl có thể được sử dụng cho các cánh tuabin đó.
Mặc dù có độ bền thấp hơn hợp kim titan, hợp kim nhôm có tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng tốt và là vật liệu hàng không vũ trụ phổ biến và trưởng thành. Hợp kim nhôm để sản xuất các bộ phận được chế tạo bổ sung bao gồm loạt 1xxx, 2xxx, 4xxx, 6xxx và 7xxx dựa trên các nguyên tố hợp kim, nhiều hợp kim có thể được sản xuất bằng cách sử dụng các quy trình sản xuất phụ gia trạng thái rắn như hàn khuấy ma sát và hàn siêu âm. Hợp kim nhôm hiện đang sử dụng quá trình lắng đọng năng lượng và lớp bột để giảm nứt vỡ, và các loại có thể in được bao gồm AlSi10Mg, F357, A205, 7A77, 6061- RAM2, Scalmalloy, v.v. Tuy nhiên, hợp kim nhôm cũng có nhiều nhược điểm, chẳng hạn như độ cao kém - Hiệu suất nhiệt độ, các vấn đề sửa chữa hàn, và khả năng chống nứt do ăn mòn ứng suất kém của hợp kim nhôm cường độ cao cũng phổ biến.
So với titan hoặc siêu hợp kim, thép không gỉ có tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng tốt, khả năng chịu nhiệt độ cao và giá thành thấp hơn, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận máy bay và tàu vũ trụ. Thép không gỉ thể hiện khả năng chống ăn mòn, oxy hóa và mài mòn cao trong môi trường thích hợp và có thể được sử dụng trong sản xuất động cơ và hệ thống xả, các bộ phận thủy lực, bộ trao đổi nhiệt, hệ thống thiết bị hạ cánh và các khớp kết cấu. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, bản lề, dây buộc, thiết bị hạ cánh và các bộ phận khác trên máy bay được sản xuất. Thép không gỉ có thể được sử dụng để in 3D kim loại bao gồm thép Austenit 316L và thép làm cứng kết tủa 17-4 PH, trong số những loại thép khác. Mặc dù có nhiều ưu điểm, thép tương đối đặc và dễ tạo hình thông qua các kỹ thuật thông thường, và việc sử dụng sản xuất phụ gia kim loại để chế tạo các bộ phận bằng thép không gỉ đã có những ứng dụng hạn chế trong hàng không vũ trụ.
Sản xuất phụ gia không nhất thiết phải giới hạn ở một kim loại duy nhất, nó có thể tạo ra các cấu trúc đa kim loại và hai kim loại tùy chỉnh. Vật liệu có thể được thêm vào thiết kế để tối ưu hóa các đặc tính nhiệt hoặc cấu trúc, chẳng hạn như dạng áo kết cấu, mặt bích, trùm hoặc các tính năng khác để tối ưu hóa trọng lượng của toàn bộ hệ thống phụ. Ngoài ra, cũng có thể chế tạo vật liệu chuyển tiếp kim loại hoặc vật liệu phân cấp chức năng.