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3D打印技術為有序負泊松比結構材料的制備提供了有力支持。其原理是通過CAD軟件設計三維模型，經切片軟件實現層間離散化，最終材料逐層堆積完成模型制造。歷經發展，3D打印技術已衍生出光固化立體成型（SLA）、分層實體制造（LOM）、選擇性激光燒結（SLS）、熔融沉積成型（FDM）等十多種成型工藝，能滿足不同材料和結構需求的負泊松比超構材料制備。其中，FDM 3D打印技術因結構簡單、操作便捷、成型速度快、材料成本低等優勢，在航空航天、汽車工業、醫療衛生、工業設計等領域廣泛應用。它極大解放了成型與加工方式對結構設計的束縛，推動了負泊松比結構和性能研究的發展。
負泊松比結構的多樣化發展，為性能研究奠定了基礎。與傳統正泊松比材料相比，負泊松比超構材料在切變模量、彈性模量、抗壓痕阻力、能量吸收和減振抗沖擊等方面表現優異。眾多學者借助計算機仿真技術和制造技術，對其性能展開數值分析與試驗研究。
需注意，同一泊松比材料的彈性模量并非固定，與體積變化率和密度比相關。負泊松比超構材料受壓時，材料整體向內聚集收縮變形，密度增大，剛度提升；而傳統正泊松比材料受壓時，受壓區域材料向四周發散，抗壓痕能力降低。Dirrenberger等通過數值模擬壓痕測試發現，特定條件下負泊松比材料壓痕阻力優于傳統蜂窩結構，且其特殊內部結構抑制微裂紋傳播，抗斷裂性能更佳。
在吸能方面，負泊松比超構材料的多孔胞元結構與特殊變形機理優勢顯著。從單向壓縮應力應變特性可知，負泊松比多胞結構在應力平臺階段平臺應力更高，吸能效率與吸能性能更優。Scarpa等對負泊松比熱聚氨酯泡沫拉伸試驗表明，其吸能效果比常規泡沫材料提高20%。Yan等對不同參數負泊松比蜂窩結構壓縮試驗發現，內凹角度、蜂窩尺寸和厚度對吸能效果影響明顯，內凹角度影響最大。
負泊松比超構材料在減振抗沖擊等動力學性能方面表現良好，眾多學者聚焦于此。Lim研究負泊松比效應矩形板固有頻率與泊松比關系；Ruzzene等建立理論模型描述負泊松比蜂窩夾層梁波傳播特性與振動；Ma等研究手性負泊松比蜂窩結構隔振器相對密度對減振性能影響；Idczak等研究負泊松比蜂窩夾芯結構頻域動力學響應并評價減振性能；朱秀芳等研究負泊松比蜂窩結構夾層板振動頻率與幾何參數關系；董寶娟等研究自由振動頻率隨負泊松比蜂窩芯密度和厚度梯度變化規律；呂亦樂研究正弦曲線負泊松比超構材料減振性能，發現其制作的變形鏡減振基座減振效果明顯，合理組合排列效果更佳。上海交通大學張相聞、楊德慶團隊研究多種負泊松比超構材料在船舶隔振基座和浮筏等方面應用與減振機理，發現其在輕量化和減振抗沖擊方面優勢明顯。陳江平研究三維內凹結構靜動態力學性能，獲得應變數據與動態應力應變曲線。Liu等對比內凹蜂窩結構與正六邊形蜂窩結構沖擊響應，發現內凹蜂窩結構塑性變形釋放能量更多。Schultz等研究蜂窩夾芯結構高速面內沖擊下胞元結構參數對吸能影響，表明負泊松比效應時能量吸收率最大。Ingrola等對比分析不同蜂窩夾芯板抗沖擊性能與失效模式。Lv等研究負泊松比夾芯板抗爆性能，發現泊松比越小抗爆性能越好。盧子興等分析負泊松比蜂窩材料面內沖擊載荷下動力學特性，發現動態沖擊與靜態加載產生機制一致。韓會龍等利用有限元分析方法研究中低速沖擊載荷下節點層級負泊松比蜂窩材料頸縮現象，并建立動態承載能力經驗公式。
負泊松比超構材料憑借諸多優異性能，在航天、航海、汽車、傳感器、生物醫學和運動防護等領域前景廣闊，且部分領域已實現應用。在航天領域，其緩沖和輕量化性能用于發動機葉片和飛機機翼設計；航海領域，吳秉鴻、張相聞等設計船舶隔振基座并研究實船應用；汽車領域，應用于汽車保險杠、吸能盒、汽車懸架、安全帶和免充氣輪胎等，密歇根大學馬正東教授與北汽集團合作研發的負泊松比免充氣輪胎已商用；傳感器領域，其低體積模量使制作的傳感器靈敏度提高；生物醫療領域，可用于血管支架、食道支架和智能繃帶開發；運動防護領域，可設計更舒適的頭盔、運動鞋底和緩沖墊等。此外，在減摩耐磨材料方面也有應用，如免充氣輪胎與地面磨損、安全帶與人體摩擦、血管支架與血管摩擦等。但目前各國學者對其摩擦學性能關注較少。
使用FDM 3D打印技術和傳統模壓成型技術制備ABS實體試樣，以GCr15球配副，在SST - ST銷/球 - 盤磨損試驗機上進行摩擦磨損實驗。結合多種測量和表征手段分析磨損機理，探討兩種成型方式及FDM方式中不同單層層厚（0.1、0.2、0.3、0.4 mm）對試樣摩擦學性能的影響。
以內凹六邊形為胞元結構，建立蜂窩結構和實體結構模型，采用有限元分析方法模擬環 - 塊摩擦磨損試驗工況，研究兩種結構模型正面和側面受不同載荷壓力（10N、30 N、50 N）時的應力應變特性，為摩擦學性能分析奠定基礎。
使用FDM方式設置較優打印參數制備NPR試樣和實體試樣，以GCr15圓環配副，在QK - 1型環 - 塊磨損試驗機上進行不同載荷（10N、30 N、50 N）工況下的摩擦磨損試驗。運用多種測量和表征手段，分析不同試樣的摩擦系數、磨損量、磨損形貌和磨損機理。
凹角結構作為典型負泊松比結構，研究起步早且成熟。選擇內凹六邊形作為胞元設計負泊松比蜂窩模型，因其基本特性決定負泊松比效應主要特性，研究其摩擦學性能對其他負泊松比結構有借鑒意義，可推進新材料在摩擦學領域的研究進展。試驗所用的3D打印試樣，由廣州閃銳信息科技有限公司生產的恒溫版DK2型工業級高精度3D打印機制備成型。
