据报道，钛合金超材料具有独特的晶格结构，比航空航天中使用的类似密度的第二强合金——铸造镁合金 WE54 强 50%。
空心支柱的格子结构的灵感来自维多利亚睡莲等轻盈而坚固的植物。
皇家墨尔本理工大学教授马前解释说，数十年来复制金属中空蜂窝结构的尝试都因制造问题和集中在内部的负载应力而受挫，导致过早失效。
钱指出，虽然理想情况下应力应该均匀分布，但通常只有不到一半的材料承受大部分压缩载荷，从而使大部分材料在结构上无关紧要。
RMIT 团队将中空的管状晶格结构与内部的细带相结合以提高强度。
他们报告说，立方拓扑是支柱和基于板的晶格超材料的最强设计，它们在沿 x、y 和 z 轴加载时表现相同。CAD 软件合并了设计，并使用激光粉末床熔融 (LPBF) 3D 打印材料。
“我们选择手动而不是以编程方式完成此操作，以强调这些先进超材料的设计并未隐藏在大量代码或软件后面 - 它非常容易访问，”钱断言。
该小组制造了密度为 1-1.8g/cm3 的多拓扑 Ti-6Al-4V TP-HSL 样品。据报道，在最高密度下，它们的压缩屈服强度为 263MPa，而 WE54 镁合金的屈服强度约为 170MPa。这些样本的极限抗压强度高达 376MPa，弹性模量高达 11GPa。
发现新结构只有一半的应力集中在晶格的薄弱点上。研究小组表示，双晶格设计可以使结构上的裂纹偏转，从而增强韧性。
皇家墨尔本理工大学博士生乔丹·诺罗尼亚 (Jordan Noronha) 声称，该结构可以使用不同的打印机打印出几毫米甚至几米的尺寸。研究人员认为，它的可打印性、强度、生物相容性、耐腐蚀性和耐热性意味着它可以用于骨植入物或火箭部件等设备。
钱说，LPBF 是制造先进金属超材料的理想选择，因为它可以在超过 30° 的无支撑角度下以高分辨率产生亚毫米级特征。他说，他们唯一的考虑是从内部结构中去除金属粉末，但近年来他们一直在使用日益复杂的几何形状来优化这一点。
尽管该技术是专有的，但该团队认为它将变得更容易获得。他们的目标是精炼材料以实现最大效率并找到高温用途。
钱指出，这些金属晶格材料类似于天然材料，因此具有多功能性，而3D打印意味着它们不受传统制造的几何和建筑要求的限制。
