Titan ist ein wichtiges Strukturmetall, das in den 1950er Jahren entwickelt wurde.Reines Titan ist ein silberweißes Metall mit relativ aktiven chemischen Eigenschaften und vielen hervorragenden Eigenschaften.Eine Titanlegierung ist eine Legierung, die aus Titan und anderen als Basis hinzugefügten Elementen besteht.Titanlegierung zeichnet sich durch hohe Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und hohe Hitzebeständigkeit aus.Mit der 3D-Drucktechnologie hergestellte Titanlegierungsteile weisen eine sehr hohe Festigkeit und präzise Abmessungen auf und ihre mechanischen Eigenschaften sind besser als bei Schmiedeverfahren.Aufgrund ihrer guten Biokompatibilität und hervorragenden mechanischen Eigenschaften werden Titanlegierungen hauptsächlich in biomedizinischen Materialien, in der Luft- und Raumfahrt sowie in Präzisionsinstrumenten verwendet.
1. Anwendung in der Biomedizin
Titanlegierungen werden im medizinischen Bereich aufgrund ihrer guten Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit häufig verwendet und sind zum Material der Wahl für medizinische Produkte wie künstliche Gelenke, Knochentraumata, orthopädische interne Fixierungssysteme der Wirbelsäule, chirurgische Instrumente usw. geworden.Das 3D-gedruckte implantierte Titanlegierungsmaterial kann an die unterschiedlichen Anforderungen des Einzelnen angepasst werden.Beispielsweise kann der durch 3D-Drucktechnologie hergestellte Unterkiefer vollständig an die Krümmung des betroffenen Bereichs des Patienten angepasst werden.Titan als Metallwerkstoff mit den bekanntesten biologischen Eigenschaften wird seine Marktnachfrage für den 3D-Druck im medizinischen Bereich weiter steigern und seine Anwendungsaussichten sind breit gefächert.Im Jahr 2011 entwickelten Forscher am Biomedizinischen Forschungsinstitut der Universität Hasselt in Belgien einen Unterkiefer aus Metall.Mit einem 3D-Drucker von LayerWise installierte eine 83-jährige Frau einen maßgeschneiderten Unterkiefer aus Titanlegierung.Dies ist die weltweit erste Operation dieser Art und markiert den Beginn der klinischen Anwendung von 3D-gedruckten Transplantaten.
2. Anwendung in der Luft- und Raumfahrt
Seit den 1950er Jahren haben sich Titanlegierungen im Luft- und Raumfahrtbereich rasant weiterentwickelt.Diese Anwendung nutzt vor allem die hervorragenden mechanischen Eigenschaften, die geringe Dichte und die gute Korrosionsbeständigkeit von Titanlegierungen.Titanlegierungen sind eines der wichtigsten Strukturmaterialien moderner Flugzeuge und Triebwerke.Die Teile des Cockpits und der Luftkanäle, die Halterungen des Flugzeugfahrwerks, die Flügel und andere Flugzeugteile können bereits im 3D-Druck hergestellt werden.Am 5. Mai 2017 flog das erste zivile Hauptlinienflugzeug meines Landes, C919, das nach den neuesten internationalen Lufttüchtigkeitsstandards mit völlig unabhängigen Rechten an geistigem Eigentum entwickelt wurde, zum ersten Mal erfolgreich.Die wichtigste tragende Komponente des Flügels – der Mittelflansch des Flügels – ist das Forschungs- und Entwicklungsergebnis des Teams von Professor Huang Weidong von der Northwestern Polytechnical University.Darüber hinaus gibt es 23 3D-gedruckte Metallteile, die an den Flugsteigen, den Diensten sowie den vorderen und hinteren Frachttüren des vorderen, mittleren und hinteren Rumpfs verwendet werden.
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