La microstruttura delle leghe metalliche prodotte per SLM è una diretta conseguenza delle condizioni di solidificazione assunte durante il processo. Si calcola che nel volume di un cubo di lato 10 mm di metallo prodotto con tecnologia a letto di polvere sia costituito da un insieme di microscopici cordoni di saldatura  che cumulano una lunghezza totale di circa 300 metri.

Le immagini a bassi ingrandimenti mettono in evidenza le traiettorie relative alle singole tracce di rifusione parzialmente sovrapposte, necessarie per generare un volume omogeneo di materiale.

Esempio di tracce prodotte su un acciaio Maraging 300 a basso ed alto ingrandimento

Esempio di tracce prodotte su un acciaio inossdabile AISI 316L

Osservazioni su una scala più piccola rivelano invece una struttura molto fine, indotta dalle rapide condizioni di solidificazione e raffreddamento. Pur considerando che la microstruttura ottenibile dipenderà dalla specifica lega utilizzata e dai parametri di processo prescelti, le caratteristiche generali dei materiali tendono a mostrare dei grani cristallini ultrafini, spesso con celle di dimensioni inferiori al micron, e dispersioni delle eventuali seconde fasi altrettanto fini ed omogenee.

Immagine della struttura a cellule submicrscopiche generata con la solidificazione dopo processo a letto di polveri di un acciaio AISI 316L