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钛及钛合金材料的两大应用

2017.07.14

      钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,纯钛是银白色的金属,化学性质比较活泼,具有许多优良性能。钛合金是以钛为基础加入其他元素构成的合金。钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点。用3D打印技术制造的钛合金零部件,强度非常高,尺寸精确,其机械性能优于锻造工艺。钛合金因其良好的生物相容性及优异的机械性能,最主要的应用即为生物医用材料、航空航天、精密仪器等。


钛及钛合金材料的应用:


1. 在生物医药的应用

      钛合金因为其良好的生物相容性和耐腐蚀等特性,已被广泛应用于医学领域中,成为人工关节、骨创伤、脊柱矫形内固定系统、手术器械等医用产品的首选材料。3D打印的植入钛合金材料能够根据个人不同的要求进行个性化设计,比如使用3D打印技术制作的下颌骨可以完全贴合患者的患处曲线。钛作为已知生物学性能最好的金属材料,其3D打印的医用领域市场需求将不断扩大,应用前景广阔。2011年,比利时·哈瑟尔特大学生物医学研究院研究人员研制了金属下颌骨,使用LayerWise公司制造的3D打印机,为一名83岁的老妪安装了一块定制的钛合金下颌骨。这是全球首例此类型的手术,标志着3D打印移植物开始进入临床应用。


2. 在航空航天的应用

      从20世纪50年代开始,钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。该应用主要是利用了钛合金优异的力学性能、低密度以及良好的耐腐蚀性。钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一,驾驶员座舱和通风道的部件、飞机起落架的支架、机翼等飞机零部件都已经可以使用3D打印来生产。2017年5月5日,我国具有完全自主知识产权、首款按照最新国际适航标准研制的干线民用飞机C919首飞成功。机翼的主要承重部件——机翼中央翼缘条,是西北工业大学黄卫东教授团队的研发成果。前机身和中后机身的登机门、服务们以及前后货舱门上还使用了23个金属3D打印部件。


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