金屬鈦及鈦合金材料的兩大應用

鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬，純鈦是銀白色的金屬，化學性質比較活潑，具有許多優良性能。鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素構成的合金。鈦合金具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點。用3D打印技術制造的鈦合金零部件，強度非常高，尺寸精確，其機械性能優于鍛造工藝。鈦合金因其良好的生物相容性及優異的機械性能，最主要的應用即為生物醫用材料、航空航天、精密儀器等。

鈦及鈦合金材料的應用
1. 在生物醫藥的應用
鈦合金因為其良好的生物相容性和耐腐蝕等特性，已被廣泛應用于醫學領域中，成為人工關節、骨創傷、脊柱矯形內固定系統、手術器械等醫用產品的首選材料。3D打印的植入鈦合金材料能夠根據個人不同的要求進行個性化設計，比如使用3D打印技術制作的下頜骨可以完全貼合患者的患處曲線。鈦作為已知生物學性能最好的金屬材料，其3D打印的醫用領域市場需求將不斷擴大，應用前景廣闊。2011年，比利時·哈瑟爾特大學生物醫學研究院研究人員研制了金屬下頜骨，使用LayerWise公司制造的3D打印機，為一名83歲的老嫗安裝了一塊定制的鈦合金下頜骨。這是全球首例此類型的手術，標志著3D打印移植物開始進入臨床應用。
2. 在航空航天的應用
從20世紀50年代開始，鈦合金在航空航天領域中得到了迅速的發展。該應用主要是利用了鈦合金優異的力學性能、低密度以及良好的耐腐蝕性。鈦合金是當代飛機和發動機的主要結構材料之一，駕駛員座艙和通風道的部件、飛機起落架的支架、機翼等飛機零部件都已經可以使用3D打印來生產。2017年5月5日，我國具有完全自主知識產權、首款按照最新國際適航標準研制的干線民用飛機C919首飛成功。機翼的主要承重部件——機翼中央翼緣條，是西北工業大學黃衛東教授團隊的研發成果。前機身和中后機身的登機門、服務們以及前后貨艙門上還使用了23個金屬3D打印部件。