金屬鈦及鈦合金材料的兩大應(yīng)用

鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，純鈦是銀白色的金屬，化學(xué)性質(zhì)比較活潑，具有許多優(yōu)良性能。鈦合金是以鈦為基礎(chǔ)加入其他元素構(gòu)成的合金。鈦合金具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點。用3D打印技術(shù)制造的鈦合金零部件，強(qiáng)度非常高，尺寸精確，其機(jī)械性能優(yōu)于鍛造工藝。鈦合金因其良好的生物相容性及優(yōu)異的機(jī)械性能，最主要的應(yīng)用即為生物醫(yī)用材料、航空航天、精密儀器等。

鈦及鈦合金材料的應(yīng)用
1. 在生物醫(yī)藥的應(yīng)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(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，成為人工關(guān)節(jié)、骨創(chuàng)傷、脊柱矯形內(nèi)固定系統(tǒng)、手術(shù)器械等醫(yī)用產(chǎn)品的首選材料。3D打印的植入鈦合金材料能夠根據(jù)個人不同的要求進(jìn)行個性化設(shè)計，比如使用3D打印技術(shù)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(xué)性能最好的金屬材料，其3D打印的醫(yī)用領(lǐng)域市場需求將不斷擴(kuò)大，應(yīng)用前景廣闊。2011年，比利時·哈瑟爾特大學(xué)生物醫(yī)學(xué)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(jī)，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(shù)，標(biāo)志著3D打印移植物開始進(jìn)入臨床應(yīng)用。
2. 在航空航天的應(yīng)用
從20世紀(jì)50年代開始，鈦合金在航空航天領(lǐng)域中得到了迅速的發(fā)展。該應(yīng)用主要是利用了鈦合金優(yōu)異的力學(xué)性能、低密度以及良好的耐腐蝕性。鈦合金是當(dāng)代飛機(jī)和發(fā)動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)材料之一，駕駛員座艙和通風(fēng)道的部件、飛機(jī)起落架的支架、機(jī)翼等飛機(jī)零部件都已經(jīng)可以使用3D打印來生產(chǎn)。2017年5月5日，我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、首款按照最新國際適航標(biāo)準(zhǔn)研制的干線民用飛機(jī)C919首飛成功。機(jī)翼的主要承重部件——機(jī)翼中央翼緣條，是西北工業(yè)大學(xué)黃衛(wèi)東教授團(tuán)隊的研發(fā)成果。前機(jī)身和中后機(jī)身的登機(jī)門、服務(wù)們以及前后貨艙門上還使用了23個金屬3D打印部件。