澳洲皇家墨爾本理工大學(RMIT University)與雪梨大學(USYD)透過合金成分設計結合3D列印製程，開發了一項具有高延性之新型鈦合金。研究團隊使用了資源豐富且低價的氧與鐵以取代泛用α-β合金Ti-6Al-4V中使用的鋁、釩，並利用易於進行複雜形狀零件之近淨形(Near Net Shape)成型的3D列印，將可望有助於推動鈦合金在航太、生物醫學、化學能源等領域之永續應用發展。
鈦合金的比重約為鐵的一半，重量輕並具有可與鋼匹敵的高強度，且相較於鐵，擁有優異的耐腐蝕性。然而，儘管鈦資源豐富，但在冶煉、熔解、鑄錠製造等方面都需要大量電力，因此材料價格比鋼材高出10倍以上，全球產量也僅為鋼材的1萬分之1左右。
應用最廣泛的鈦合金為典型的α-β型合金Ti-6Al-4V，結晶構造係由六方最密堆積結構(hcp)的α相與體心立方結構(bcc)的β相組成。鋁做為合金元素利用於穩定α相，釩利用於穩定β相，而研究團隊即嘗試利用氧氣與鐵這些資源量豐富且低價的物質取代鋁與釩，且相對於鋁與釩，能以較少的氧與鐵添加量分別穩定α相與β相，並可促進材料的高強度化。
然而利用既有製程生產α-β型Ti-O-Fe合金存在2個問題，包括被稱為鈦的「氪石(超人的弱點)」的氧氣會使其變脆，以及鐵產生微量偏析的斑點狀β相缺陷，以致降低了疲勞強度等特性。為了解決這些問題，研究團隊利用適合大型複雜零件近淨形成型的雷射光定向能量沉積3D列印技術(L-DED)，並以鈦粉末為原料製作了鈦合金製品，進而成功地確定了一項具有高延性且容易藉由列印製作的Ti-O-Fe合金系統。透過各種微觀組織分析方法，確認透過在α相中實現了奈米級的氧梯度，構建出高強度之高氧部分與高延性的低氧區域，從而減少脆化，進而獲得了可與既有實用合金匹敵的優異性能。
研究團隊表示，新開發的3D列印方法可將廢棄Ti-O-Fe合金海綿、不符規格之高氧鈦粉末、高氧廢料做為原料予以再利用，且具有減少鈦產業高二氧化碳排放量的優點。今後可望做為一項具有高度永續性之新型高性能鈦合金，擴大其應用領域。