โลหะผสมไทเทเนียมในรถถังและรถหุ้มเกราะ

รถหุ้มเกราะรถถังต้องการความคล่องตัวสูง การใช้งานที่รวดเร็วในสภาพแวดล้อมพิเศษ และความสามารถในการเอาตัวรอดสูง เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโหมดการต่อสู้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูงโดยเฉพาะใหม่ รวมถึงเทคนิคการผลิตที่มีต้นทุนต่ำ เพื่อให้สามารถประยุกต์ใช้โลหะผสมไทเทเนียมประสิทธิภาพสูงในยานเกราะรถถังได้
วิลเลียม เอ. กูช และคณะ ในการตรวจสอบพบว่า M2A2 Bradley มีรูปทรงที่ซับซ้อนมากของฟักของกัปตัน โดยการใช้ฟักของกัปตันที่ตีขึ้นรูปด้วยไทเทเนียมนั้นมีน้ำหนักเบากว่าฟักของเหล็ก และประสิทธิภาพการต้านทานต่อความยืดหยุ่นนั้นเทียบได้กับของฟักของเหล็กรุ่นก่อนหน้า
ใน 2005-2006 ARL และ British Aerospace Advanced Materials ได้ทำการวิจัยเม็ดมีด Ballistic ไทเทเนียมโค้งผสมตาข่ายอัดร้อน แผ่นทำจากโลหะผสมไทเทเนียมเกรด 3 และ 4 ภายใต้ MIL-DTL- 46077G นอกจากนี้ ARL ยังตรวจสอบเกราะหุ้มไทเทเนียมสำหรับรถหุ้มเกราะ M113A3 ซึ่งให้การป้องกันขีปนาวุธที่เหนือกว่าเกราะหุ้มเหล็กที่หนักกว่า
ลามิเนตที่มีความแข็งสองระดับของไททาเนียมที่ยึดติดด้วยโลหะคล้ายกับเหล็กที่มีความแข็งสองชั้น ใช้คุณสมบัติทางกลและกลไกการตอบสนองแบบ ballistic ของแผงไทเทเนียมแบบอ่อนและแข็งเพื่อต้านทานแรงกระแทกจากกระสุนปืน แผงที่แข็งกว่านั้นถูกใช้เพื่อต้านทานกระสุนปืน และใช้แผ่นรองที่นิ่มกว่าเพื่อลดการหลุดร่อนบนพื้นผิวด้านหลัง แผงอัลลอยด์ Ti-3Si-Fe-0.5N ถูกเชื่อมแบบม้วนเข้ากับแผ่นรอง Ti-7Al-2.5Mo เพื่อสร้างแผ่นคอมโพสิต ซึ่งตอนนั้น ได้รับการบำบัดด้วยความร้อน พบว่าแผงที่มีความแข็ง Rc 60 ขึ้นไปมีความเหมาะสมที่สุดสำหรับการป้องกันขีปนาวุธและความต้านทานการหลุดร่อนสูงสุดที่อัตราส่วนความหนา 70/30 ห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพสหรัฐฯ (ARL) ศึกษากระบวนการเชื่อมสี่กระบวนการ เช่น การกลิ้ง การเชื่อมแบบแพร่กระจาย การกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน หรือการเชื่อมแบบระเบิด และพบว่าความต้านทานยืดหยุ่นสามารถเพิ่มขึ้นได้ 10-25% ความต้านทานยืดหยุ่นของลามิเนต Ti-6Al- 4V/CP Ti ที่กดด้วยไอโซสแตติกแบบร้อนได้รับการปรับปรุงประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับไอโซโทรปิก Ti-6AL- 4V เดี่ยว จาน.
UK Aerospace Advanced Materials ภายใต้สัญญากับ ARL ได้พัฒนากระบวนการสำหรับการเตรียมบล็อก FGM โดยใช้ส่วนผสมผงไทเทเนียมและไทเทเนียม/ไทเทเนียมไดโบไรด์ (TiB2) ในรูปแบบผงขนาดใหญ่ใกล้ตาข่ายอัดร้อนเพื่อสร้างเป็นไทเทเนียมไดโบไรด์ (TiB2) พื้นผิวแข็ง/ซับสเตรตโลหะไทเทเนียม โดยมีชั้นกลางของโครงสร้างแบบไล่ระดับ อีกประการหนึ่งที่ก้าวหน้ากว่าคือคอมโพสิตเซรามิกไอโซสแตติกร้อนที่ใช้ไททาเนียม การทดสอบการกระแทกของขีปนาวุธแสดงให้เห็นว่าแกนกระสุนเจาะเกราะโลหะผสมทังสเตนได้รับความเสียหายจากกลไกความล้มเหลวที่เรียกว่าการหยุดการยึดประสานระหว่างใบหน้า
ARL ให้ทุนสนับสนุนการพัฒนาไทเทเนียม P900 โดยใช้เทคนิคการหล่อที่แตกต่างกันสองแบบเพื่อแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการผลิตการหล่อไทเทเนียมบริสุทธิ์น้ำหนักเบา และความยืดหยุ่นของการหล่อดังกล่าวต่อกระสุนเจาะเกราะพลังงานจลน์ จุดมุ่งหมายคือการพัฒนาแผ่นไทเทเนียม P900 ที่ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทั่วไปของข้อกำหนดเหล็กกล้าทางทหาร แต่จะลดน้ำหนักของแพลตฟอร์มทางการทหารลงได้อย่างมาก แผ่นไทเทเนียมหล่อนี้ถูกสกัดด้วยรูที่มีระยะห่างและรูปร่างที่แน่นอน
การพัฒนาและการประยุกต์ใช้โลหะผสมที่ไม่ใช่ Ti-6Al- 4V ยังมีข้อได้เปรียบที่สำคัญ เนื่องจากลดการใช้องค์ประกอบโลหะผสมที่มีต้นทุนสูงกว่าและการบำบัดลำแสงอิเล็กตรอนหรือลำแสงพลาสมาที่มีต้นทุนต่ำกว่า .ARL เชื่อว่าทิศทางทางเทคโนโลยีนี้จะเพิ่มการใช้ไทเทเนียมในการใช้งานอุปกรณ์ภาคพื้นดินในอนาคต ไม่ว่าจะเป็นวัสดุโครงสร้างแบบสแตนด์อโลนหรือใช้ร่วมกับวัสดุอื่นๆ ARL ได้ทำการวิจัยการใช้งานที่เป็นไปได้จำนวนหนึ่งสำหรับโลหะผสมไทเทเนียมเกรด 4 ARL ได้ตรวจสอบการใช้งานที่เป็นไปได้จำนวนหนึ่งสำหรับโลหะผสมไทเทเนียมเกรด 4 รวมถึง TIMET 62S และ ATI 425-MIL; โลหะผสมชนิดหลังแสดงคุณสมบัติขีปนาวุธคล้ายกับโลหะผสมเกรด 2 Ti-6อัล-4V มาตรฐาน แต่ใช้เหล็ก (Fe) แทนวาเนเดียม (V) บางชนิดเป็นตัวทำให้เสถียรแบบเบตา โลหะผสมยังสามารถทำงานเย็นและร้อนได้ ซึ่งเป็นความสามารถที่แสดงให้เห็นว่าเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญในการใช้งานการพัฒนาต่างๆ การศึกษาพบว่าโลหะผสมไทเทเนียม MIL-DTL- 46077G เกรด 4 ATI 425-MIL มีความสามารถในการดัดงอได้มาก
รถถัง M1A2 Abrams ได้ลดน้ำหนักของส่วนประกอบแชสซีด้วยความพยายามร่วมกันจนเกิน 1,500 ปอนด์ ช่องกัปตันของยานต่อสู้ M2A2 Bradley ถูกสร้างขึ้นด้วยไทเทเนียม และส่วนป้องกันด้านบนทำจากไทเทเนียม กล่องเกราะปฏิกิริยาด้านข้างใช้แผ่นไทเทเนียมแทนแผ่นเหล็ก จึงช่วยลดน้ำหนักของเกราะปฏิกิริยา
ปัจจุบัน ไทเทเนียมยังใช้ในยานพาหนะตระกูล Stryker สองเวอร์ชัน พ็อดปืน Stryker Mobile Protected Gun System ทำจากไทเทเนียม และชุดป้องกันของพลปืนไทเทเนียมในรุ่น Stryker RV และ FSV โครงสร้างยานพาหนะต้นแบบล้อไทเทเนียม BAEPegasus คือ ส่วนตัวถังยานรบแห่งอนาคตในยุคแรกๆ ใช้เพื่อทดสอบเกราะคอมโพสิต ตัวถังส่วนล่างและส่วนหน้าทำมาจากข้อกำหนดทางการทหาร MIL-DTL- 46077ไทเทเนียมราคาประหยัดเกรด G 3 และยานพาหนะทั้งหมดทำด้วยตัวถังส่วนบนแบบคอมโพสิตและเฟรมสเปซเฟรม ยานพาหนะผ่านการทดสอบขีปนาวุธและการรับแรงกระแทกอย่างเข้มข้น

การวิจัยของกองทัพสหรัฐฯ ประเมินไทเทเนียมหลอมเหลวเกรดเดียวสำหรับใช้ในยานรบภาคพื้นดินของกองทัพบก สมบัติทางกลของแรงดึงและความเหนียวของการแตกหักมีความคล้ายคลึงกับเอกสารคุณภาพการบินและอวกาศ T-6Al- 4V ทั่วไป ไทเทเนียมการหลอมเตาเย็นแบบลำแสงอิเล็กตรอน (EBCHM) ไทเทเนียมมีความต้านทานยืดหยุ่นคล้ายกับ MIL-T-9046 นอกจากนี้ยังมีโครงการของกองทัพบกอีกจำนวนหนึ่งที่ได้รับประโยชน์จากการใช้การหลอมไทเทเนียมในขั้นตอนเดียวที่มีต้นทุนต่ำ กองทัพสหรัฐฯ ประสบความสำเร็จในการตรวจสอบการใช้โลหะผสมไทเทเนียมราคาประหยัดในยานพาหนะจำลอง Pegasus ข้อมูลการทดสอบความต้านทานยืดหยุ่นของแผ่น EBCHM Ti-6Al- 4 V ดังที่เห็นได้ว่าค่า V50 ทั้งหมดสูงกว่า MIL-DTL มาตรฐาน- 46077F
การลดน้ำหนักเป็นเกณฑ์สำคัญในการเลือกใช้วัสดุเกราะ มีการตรวจสอบวัสดุใหม่ๆ มากมายสำหรับเกราะน้ำหนักเบา และโลหะผสมไททาเนียมเป็นตัวเลือกที่มีศักยภาพเนื่องจากมีความแข็งแรงจำเพาะสูง ทนต่อการกัดกร่อน และมีคุณสมบัติกันกระสุนที่ดีG.Sukumar และคณะ ตรวจสอบผลของการให้ความร้อนต่อคุณสมบัติทางกลและคุณสมบัติต้านความยืดหยุ่นของโลหะผสมไทเทเนียม Ti- 4Al-2.3V-1.9Fe แสดงให้เห็นว่าสารละลายเพลตไทเทเนียมที่ผ่านการบำบัดและบ่ม (930 องศา และ 900 องศา ) ในโซน + มีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดี คุณสมบัติการกระแทกของ Ti- 4Al-2.3V-1 .9Fe เพลตภายใต้ + การบำบัดสารละลายและการเสื่อมสภาพ (900 องศา STA) นั้นเหนือกว่าเพลต Ti- 4Al-2.3V-1.9Fe อบอ่อนแบบม้วน เมื่อเปรียบเทียบกับเพลต Ti-6Al- 4V ที่ผ่านการอบอ่อนแบบม้วนและสารละลาย + ที่ผ่านการอบอ่อนแล้ว STA Ti- 4Al-2.3V-1.9Fe 900 องศา แผ่นมีคุณสมบัติกันกระสุนที่ดีกว่าสำหรับกระสุนปืนทรงกลมขนาด 7.62 มม.
ปิงซอง และคณะ ตรวจสอบพฤติกรรมที่แท้จริงของ Ti{{0}}Al-3V-2Cr-2Fe ภายใต้การกระแทกที่ความเร็วสูงโดยการทดลอง แบบจำลอง และการตรวจสอบความถูกต้อง มีการตรวจสอบประสิทธิภาพของขีปนาวุธของเป้าหมาย Ti-5322 ที่มีความหนา 7 มม. โดยใช้การทดสอบการกระแทกของขีปนาวุธ และความแม่นยำของแบบจำลองส่วนประกอบได้รับการตรวจสอบโดยการทดสอบขีปนาวุธ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองภายในของ JC สามารถทำนายความเร็วการเจาะทะลุสูงสุดของเป้าหมาย Ti-5322 และความเร็วการสลายตัวของชิ้นส่วนในระหว่างกระบวนการเจาะได้ดี ความเร็วจำกัดขีปนาวุธของลูกบอลโลหะผสมทังสเตนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม. บนเป้าหมาย Ti{{10}} หนา 7 มม. ที่ 0 องศาและ 30 องศาคือ 416.0 ม./วินาที และ 484.8 m/s ตามลำดับ ภายใต้สภาวะการเปลี่ยนรูปเดียวกัน กำลังรับผลผลิตของโลหะผสมไทเทเนียม Ti-5322 ต้นทุนต่ำใหม่จะสูงกว่าโลหะผสมไทเทเนียม Ti6Al4V อย่างมีนัยสำคัญ ภายใต้สภาวะกึ่งคงที่ (0.01 วินาที-1) กำลังรับแรงอัดของโลหะผสมไทเทเนียม Ti-5322 คือ 1,255 MPa ซึ่งสูงกว่า Ti6Al4V 20% ภายใต้สภาวะไดนามิก (600-2 000 s-1) กำลังรับผลผลิตของโลหะผสมไทเทเนียม Ti-5322 คือ 1 430-1 470 MPa ซึ่งสูงกว่า Ti6Al4V ถึง 28%
อะห์ซัน อุล ฮัก และคณะ ตรวจสอบวัสดุดูดซับพลังงานสูงต่างๆ แผงแซนวิชรังผึ้งได้รับการพัฒนาอย่างกว้างขวางเนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำกว่าและความสามารถในการดูดซับพลังงานสูงขึ้น ในบรรดาโลหะผสมเบาทั้งหมด เกราะไทเทเนียมมีความโดดเด่นในด้านความต้านทานยืดหยุ่น แต่เนื่องจากมีราคาสูง จึงยังเป็นเรื่องยากที่จะนำไปใช้ในอาวุธภาคพื้นดิน อย่างไรก็ตาม ลามิเนตไทเทเนียม + อลูมิเนียมอัลลอยด์ถือเป็นความสำเร็จครั้งสำคัญในชุดเกราะเคลือบC. Broeckhoven และ A.du Plessis ได้สร้างแบบจำลองชุดเกราะของมนุษย์ Ti-6Al- 4V เพื่อประเมินศักยภาพของชุดเกราะดังกล่าวสำหรับการใช้งานในการป้องกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาได้ถ่ายทอดว่าตัวอย่างการป้องกันแรงกระแทกแบบไบโอนิคสามารถประดิษฐ์ขึ้นได้ด้วยเทคนิคการผลิตแบบเติมเนื้อ และเผยให้เห็นว่า dot shell สามารถแสดงการดูดซับพลังงานสูงในระหว่างการให้ผลผลิต
กระบวนการโลหะวิทยาแบบผงสามารถนำไปใช้ในการผลิตส่วนประกอบที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ เช่นเดียวกับการสร้างวัสดุเกราะแบบไล่ระดับ เกราะโครงสร้างที่มีการไล่ระดับประสิทธิภาพที่แตกต่างกันสามารถออกแบบเพื่อป้องกันกระสุนเจาะเกราะสำหรับวัตถุอันตรายและระยะการเจาะที่แตกต่างกัน
ADAMProductsInc ได้ตรวจสอบการเตรียมโลหะผสมไทเทเนียมทางการทหารโดยกระบวนการโลหะวิทยาผงโซลิดสเตตที่มีต้นทุนต่ำ แผ่นเกราะ P/MT-6Al- 4V ได้รับการจัดเตรียมโดยใช้เทคโนโลยีการผลิตผงไทเทเนียมที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่มีต้นทุนต่ำ การลดต้นทุนวิธีโลหะผสมผงผสม การกดไอโซสแตติกเย็น การเผาผนึก การรีด การอัดขึ้นรูป และ การอบชุบด้วยความร้อน (อบอ่อน 1 350 องศา F เป็นเวลา 4 ชั่วโมง) คุณสมบัติแรงดึงที่อุณหภูมิห้องของแผ่นเกราะแสดงไว้ในตารางที่ 3 ปริมาณไนโตรเจน ออกซิเจน และไฮโดรเจนอยู่ที่ 0.008, 0.158 และ 0.005 ตามลำดับ 4

บริษัทยังใช้เทคนิคนี้ในการพัฒนาฟักของกัปตัน P/MTi{{0}}Al- 4V ยกเว้นว่าการกลิ้งถูกแทนที่ด้วยการตีขึ้นรูป และการบำบัดความร้อนถูกอบอ่อนที่ 1,3 00 องศา F เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ปริมาณไนโตรเจน ออกซิเจน และไฮโดรเจนอยู่ที่ 0.021, 0.179 และ 0.001 8 คุณสมบัติแรงดึงที่อุณหภูมิห้องของวัสดุฟัก (ความหนา 1.375″) ในแง่ของความต้านทานแรงดึง ความแข็งแรงของผลผลิต การยืดตัว และการหดตัวของผิวหน้าอยู่ที่ 143.8 ถึง 149.3 ksi, 132.1 ถึง 136.3 ksi, 14.0% ถึง 15.5% และ 34.1%37.7%
พาฟโล อี. มาร์คอฟสกี้ และคณะ ตรวจสอบพฤติกรรมเชิงกลของโครงสร้างคล้ายชั้นฐานไทเทเนียมที่เตรียมโดยโลหะผสมผงผสมองค์ประกอบ โครงสร้างคล้ายชั้นฐานไทเทเนียมประกอบด้วยชั้น Ti-6Al- 4V, (%) (Ti-64) คอมโพสิตเมทริกซ์โลหะผสมโลหะผสมที่เสริมด้วย 5% และ 10% (โดยปริมาตร) ของอนุภาค TiB หรือ TiC การเปรียบเทียบกับข้อมูลที่รายงานก่อนหน้านี้สำหรับโลหะผสม Ti-64 ที่สร้างขึ้นโดยเทคนิคการหล่อและการตีขึ้นรูป การมีอยู่ของอนุภาคเสริม TiB และ TiC ในโลหะผสมส่งผลให้ความแข็งแรงและความเหนียวของคอมโพสิตเมทริกซ์โลหะลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับโลหะผสม Ti-64 ที่มีการเผาผนึกสม่ำเสมอ เนื่องจากอนุภาคเหล่านี้ให้ตำแหน่งเพิ่มเติมสำหรับการเกิดรอยแตกและการเกิดนิวเคลียสของรูพรุน และส่งเสริมการเปราะวัสดุ อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้ชั้นคอมโพสิตเมทริกซ์โลหะในโครงสร้างสองชั้นที่มีชั้นโลหะผสม Ti-64 การทดสอบการดัดงอแบบสามจุดแสดงให้เห็นว่ามีความเค้นดัดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับโลหะผสม Ti-64 ที่เป็นเนื้อเดียวกันและ โครงสร้างคอมโพสิตเมทริกซ์โลหะที่เป็นเนื้อเดียวกัน ความสามารถของโครงสร้างสองชั้นในการดูดซับพลังงานกระแทกที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับชั้นที่เป็นเนื้อเดียวกันชั้นเดียว แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างแบบลามิเนตนั้นตอบสนองความต้องการของการใช้งานขีปนาวุธได้ดีกว่า
สแตนลีย์ อับโควิทซ์ และคณะ ตั้งข้อสังเกตว่าความสนใจอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมและการทหารในไทเทเนียมโลหะวิทยาผง เนื่องจากประสิทธิภาพที่ดีขึ้นซึ่งสามารถทำได้โดยการผลิตส่วนประกอบที่มีรูปร่างใกล้เคียงกันในขนาดที่แตกต่างกันตั้งแต่ไม่กี่กรัมถึงหลายร้อยกิโลกรัม จำเป็นต้องมีการพัฒนา ข้อกำหนดของ American Society for Testing and Materials (ASTM) เพื่อจัดทำมาตรฐานสากลสำหรับผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมโลหะผงเพื่ออำนวยความสะดวกในการใช้งาน Dynamet ได้เตรียม ASTM B988-13 ซึ่งเป็นข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับส่วนประกอบโครงสร้างของโลหะผสมไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม มาตรฐานใหม่ประกอบด้วยผลิตภัณฑ์โลหะผสมผงสำหรับไทเทเนียมบริสุทธิ์ที่ไม่มีการเจือ (เกรด 1, 2, 3 และ 4), Ti-6Al- 4V (เกรด 5), Ti-3Al{{11 }}.5V (เกรด 9), Ti-6Al- 4V LI (ระยะห่างต่ำ) และ Ti-6Al-6V-2Sn. มาตรฐานดังกล่าวจะอำนวยความสะดวกในการใช้งานในอุตสาหกรรม เชิงพาณิชย์ และการทหารที่หลากหลายสำหรับไทเทเนียมผงโลหะวิทยา
โอกาสทางการค้าสำหรับไทเทเนียมผงโลหะวิทยาที่มีราคาไม่แพงกำลังขยายตัวโดยขึ้นอยู่กับความสามารถในการผลิตผลิตภัณฑ์ Ti-6Al- 4V ที่เป็นผงโลหะวิทยาคุณภาพสูงซึ่งมีรูปร่างใกล้เคียงตาข่ายซึ่งมีคุณสมบัติแรงดึงที่เทียบได้กับ Ti ทั่วไป-6 Al- 4V.RTI International ได้เข้าซื้อกิจการ Dynamet Technologies, Inc. ซึ่งจะเร่งการใช้เทคโนโลยีผงผสมในเครื่องบินพาณิชย์ ส่วนประกอบโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ อุตสาหกรรม และการทหาร การใช้งาน
วัสดุที่ใช้ไททาเนียมผสมผสานความแข็งแรงและความแข็งสูงของชั้นพื้นผิวเข้ากับความเหนียวที่เพียงพอของโลหะฐาน จึงมีแนวโน้มในการใช้งานที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นส่วนประกอบของเกราะในอุปกรณ์ทางทหาร การผสมผสานระหว่างความแข็งแกร่ง ความแข็ง และความเหนียวสูงสามารถทำได้โดยการสร้างโครงสร้างหลายชั้นที่มีคุณสมบัติต่างกันО.М อิวาชิชิน และคณะ ศึกษาคุณลักษณะทางโครงสร้างจุลภาค สมบัติทางกล และการป้องกันขีปนาวุธของวัสดุที่มีไทเทเนียมเป็นชั้นๆ มีการใช้วิธีการที่แตกต่างกันสองวิธีเพื่อสร้างโครงสร้างชั้นดังกล่าว วิธีแรกคือวิธีการทางโลหะวิทยาแบบดั้งเดิม (การตีแท่งโลหะ) ตามด้วยการบำบัดความร้อนที่พื้นผิวอย่างรวดเร็วของโลหะผสม Ti-6Al-4V และ T110 ซึ่งใช้ในการสร้างโครงสร้างแบบลำดับชั้นที่มีคุณสมบัติเชิงกลที่แตกต่างกันไปในทิศทาง ของความหนาของวัสดุ วิธีที่สองคือวิธีการโลหะวิทยาแบบผงสำหรับการผลิตโครงสร้างรวมของชั้นโลหะผสม Ti-6Al- 4 V และชั้นคอมโพสิตที่ใช้ชั้นโลหะผสมดังกล่าว เสริมด้วยอนุภาค TiC หรือ TiB แผ่นทดลองที่ใช้โลหะผสม Ti-6Al- 4V (VT6) สองและสามชั้นถูกสร้างขึ้นตามวิธีผงธาตุผสมที่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพมาก่อนหน้านี้ โดยที่ชั้นผิวเป็นวัสดุผสมที่เสริมด้วยอนุภาค TiC . การทดสอบขีปนาวุธโดยใช้กระสุนเดียวกันทำให้เกิดข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้ของวัสดุที่มีความหนาเท่ากัน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว และเป็นไปได้ที่จะพิมพ์โครงสร้างที่ไม่สามารถทำได้โดยใช้กระบวนการแบบเดิมๆ การป้องกันระเบิดเจาะเกราะความเร็วสูงและคลื่นระเบิดสามารถทำได้โดยโครงสร้างรังผึ้งและดอทเมทริกซ์ที่ทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน ซึ่งได้รับการยกย่องจากนักวิจัยในด้านการป้องกันเกราะและโครงการต่างๆ ได้ดำเนินการไปแล้ว RaminRahmani และคณะ ตรวจสอบวัสดุคอมโพสิต Ti6Al4V-Alsi10Mg น้ำหนักเบาที่เตรียมโดยการรวมเทคนิคการเผาผนึกด้วยพลาสมาแบบเลือกและการหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกสรร โครงสร้างตาข่ายรังผึ้ง (ตาข่ายสม่ำเสมอหรือโครงสร้างตาข่ายไล่ระดับ) ถูกนำมาใช้เพื่อต้านทานแรงกระแทกและการเจาะเกราะของกระสุนเจาะเกราะ ผลลัพธ์แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของเศษส่วนปริมาตรของดอทเมทริกซ์ Ti6Al4V สำหรับการต้านทานแรงกระแทก โครงสร้างที่มีขนาดเซลล์เล็กกว่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางสตรัทที่ละเอียดกว่าจะมีประสิทธิภาพเช่นเดียวกับโครงสร้างที่มีขนาดเซลล์ใหญ่กว่าและมีสตรัทที่หยาบกว่า ผลลัพธ์ของไฟไนต์เอลิเมนต์แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างดอทเมทริกซ์ที่สม่ำเสมอซึ่งมีเศษส่วนปริมาตรสูงกว่านั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าในการป้องกันการเจาะทะลุของโพรเจกไทล์ ในขณะที่ดอตเมทริกซ์แบบไล่ระดับจะช่วยเพิ่มความต้านทานของวัสดุต่อการบิดเบี้ยว/การเสียรูป และด้วยเหตุนี้จึงเพิ่มความทนทานต่อความเสียหายของวัสดุ