钛合金在普通人眼裏，一般都是火箭飛機導彈之類的龐大物件所用的原材料，而現實生活中用到钛合金的地方也有，但不是很多。钛合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用於各個領域。世界上許多國家都認識到钛合金材料的重要性，相繼對其進行研究開發，並(bìng)得到瞭(le)實際應用。20世紀50～60年代，主要是發展航空發動機用的高溫钛合金和機體用的結構钛合金，70年代開發出一批耐蝕钛合金，80年代以來，耐蝕钛合金和高強钛合金得到進一步發展。钛合金主要用於制作飛機發動機壓氣機部件，其次爲火箭、導彈和高速飛機的結構。可能猛的一想，钛合金似乎離我們的生活還有點距離，實則不然。目前已經有科學家将钛合金用於3D打印醫療領域，用來制造關節部位，由於钛合金對人體無害，所以钛合金成爲.佳3D打印材料。但是钛的融點過高，直至3000度才能融化，.後才想到瞭(le)钛钽合金的方法，使之能夠成爲我們3D打印機能夠打印的原材料，效果不錯，一起來看看。

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由於(yú)其出色的物理性能和抗感染性，钛合金是制造諸如膝關節/髋關節植入物這樣的骨科裝置的首要選擇。日前，來自新加坡科技研究局（A*STAR）的一個研究團隊(duì)發現使用具有有趣屬性的钛、钽粉末可以3D打印出具有更好的應力吸收能力的定制植入物。

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到目前爲止，研究人員們主要使用選擇性激光熔融（SLM）技術和钛鋁基粉末來3D打印生物原型。SLM技術通常使用高功率激光器來根據計算機設計模型逐層構建3D對象。但是由於(yú)鋁這種元素對人體神經有著(zhe)長期不良影響，導緻科學家們希望能夠找到其它材料來取代它。

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爲此來自A*STAR下屬新加坡制造技術研究所（SIMTech）的Florencia Edith Wiria和南洋理工大學新加坡3D打印中心的Wai Yee Yeong發起瞭(le)一個合作研究項目，希望通過開發一種創新的金屬共混物來使用SLM技術3D打印出更好的钛合金生物醫療産(chǎn)品。

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理論上說，钛、钽元素組成的合金是**沒有問題的，因爲這兩種金屬都擁有生物相容性，而且其機械屬性要由於(yú)純钛。但是钽金屬的熔點非常高（超過3000攝氏度），這就意味著(zhe)将钛金屬變成可用於(yú)SLM技術的球形金屬粉末在經濟上基本不可行。而市場上常見的钽粉通常是通過氣體霧化形成的長條形粗糙微粒。

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爲瞭(le)克服這一問題，研究團隊将這種粗糙的钽金屬粉與另外一種市場上現成的微球形钛金屬粉末混合在一起。在将這兩種材料混合半天之後，他們觀察到這種混合物可以鋪設得更加均勻，更便於(yú)SLM技術使用。顯微鏡實驗揭示在混合之後钛金屬的球形形狀仍然保留，這是該混合物可成功用於(yú)3D打印的關鍵。

“钛粉在這裏充當瞭(le)一個滾動媒介的角色。”Wiria解釋說：“它推動瞭(le)钽粉，使SLM的處(chù)理成爲可能。”

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通過将一種棋盤式的激光掃描模式上下交替熔融金屬或者從一邊(biān)到另一邊(biān)的移動來減少熱應力，研究人員成功地使用SLM技術制造出瞭(le)钛钽合金的3D形狀。出人意料的是，通過X射線和其它成像技術探測表明，钽金屬的加入，再加上快速凝固，促進和穩定瞭(le)高強度的層狀钛晶粒的形成。

研究人員預計，這種钛钽合金将能夠減輕“應力遮擋”效應，所謂的“應力遮擋”效應是指植入物的硬度過高導緻其鄰近的骨骼得不到足夠的力學刺激而導緻骨質疏松的現象。“這些合金是專門被設計用於(yú)骨骼科應用的，甚至有可能在變(biàn)形後，顯示出某種形狀記憶能力。”Yeong說。

這項研究成果已經被發表在瞭(le)2016年3月5日出版的《Alloys and Compounds》雜志上，論文題目是《帶(dài)50%重量比钽金屬的钛合金的選擇性激光熔融：微結構和機械屬性（Selective laser melting of titanium alloy with 50 wt% tantalum: Microstructure and mechanical properties）》。

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