介于本公號讀者普遍的知識結構，冷噴涂和3D打印等基礎概念都不再贅述。簡單地說，這項技術主要利用粉體超音速沖擊形成固態鍵合，在遠低于融融溫度工況下生產出高強度多孔鈦合金，并可以通過后熱處理進一步提升機械性能，最終將其應用于骨科移植等領域。如上圖所示。
通常的金屬3D打印會由于粉體逐層熔化和凝固的高溫加工影響，導致殘余應力大、力學性能差。冷噴涂技術可以彌補這個缺陷，通常粉體會在臨界速度（形成致密固體的速度）和侵蝕速度（超速則會使粉體破碎而無法進行結合）之間選擇一個最佳速度，通過噴嘴發射到基板上?！邦愃朴谧鳟?，但3D打印會堆積更多?！?/div>
本次研究團隊則通過流體力學運算，確定了一個略低于鈦合金臨界速度的速度（約600m/s），利用高應變速率動態打印粒徑45到106μm之間的Ti-6Al-4V粉體，最終制造出比其他3D打印鈦合金強度提升42%的多孔結構材料（表觀模量51.7±3.2gpa，表觀抗壓屈服強度535±35mpa，孔隙率30±2%）。
雖然這個過程在技術上被稱為冷噴涂，但它確實涉及一些熱處理。當這些粒子碰撞并結合在一起后，研究人員再加熱金屬，使這些成分相互擴散，像均勻的物質一樣沉淀下來。
研究人員提到，“如果我們用這種多孔結構制作植入物，并將其植入人體，骨骼就可以在這些孔隙內生長并進行生物固定?！?，“這有助于降低植入物松動的可能性。這是件大事。有很多患者必須再次手術移除植入物，因為植入物松動，會引起很大的疼痛?！?/div>
除了該項目所專注的骨科移植，從本質上講，任何能承受塑性變形的金屬材料都可以從這一過程中受益。它為更大規模的工業應用，如建筑、運輸和能源，帶來了許多機遇。
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