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3D打印钛金属已成功应用飞机及医疗器械

来源:钛棒,钛板,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2016-3-8 15:57:42
钛合金强度高,耐蚀性好,耐热性高,虽然造价昂贵,却是制造飞机主风挡整体窗框等整体构件的优质材料。不过,传统制造方法是锻造和机械加工,不断给材料做“减法”。材料利用率不足10%,90%以上的钛合金材料都被切削浪费掉了。十几年前,一个A4纸大小的结构件,需要七八个小时才能“打印”完毕。几年过去,他们已经可以制造出超过5平方米的飞机高性能钛合金大型结构件。我国自主研发的飞机机头钛合金主风挡整体窗框,尺寸大、形状复杂。2009年,王华明团队仅仅用了55天,把产品做了出来,零件成本不到欧洲锻造模具费的1/10。这个突破,使我国成为继美国之后世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形及应用的国家。 核心技术是“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”,即用激光技术将钛合金逐层堆积,制造出钛合金飞机整体构件,而传统制造方法是依靠锻造和机械加工,不断做“减法”。做“减法”费时又费钱,王华明带头的创新团队研发的是一种做“加法”的制造方式——通过计算机控制,用激光将合金粉末熔化,一束激光有规则地在金属材料上游走,一层层堆积起来,“生长”出一个合金部件。
 
我们对于3D打印技术为外科医生及病人带来的新的创新可能性而感到兴奋。”将用于高难度修正手术的3D打印钛金属髋臼杯推向市场正代表了这项技术卓越的应用潜力。本周在奥兰多举行的美国矫形外科医师学会年会上,全球医疗技术产品供应商展示了其应用了修正髋全孔杯。据悉该完全是用钛金属3D打印技术打印而成的。这种新型的REDAPT杯主要用于修正那些由于骨骼受损而导致植入物固定和稳定变得更加困难的情况。为了引导骨骼向内生长,就需要使用3D打印技术来模拟网状骨质制造出全孔的钛金属植入物,并且使用新的可变角锁定螺钉来提高植入物的稳定性,减少手术后的细微移动。
 
先进多孔金属技术可以用来替代骨骼外部的多孔涂层,比如用在其他非骨水泥植入物上的烧结珠或纤维网等,使得骨骼可以向植入物内部生长从而将植入物固定住。但是,多孔植入物的成功固定仍然需要该植入物与骨骼保持稳定、静止的接触以利于其愈合及新骨生长。为此,这种新型的REDAPT杯还使用了REDAPT可变角锁定螺钉以起到加固的作用。“这种全孔杯以之前完全不可能的方式给予了外科医生们充分的灵活性。”芝加哥拉什大学医学中心的矫形外科教授说,他参加了新型的外科医生设计团队。“其中的锁紧螺钉、螺钉拧入测试、专用衬板和螺钉孔形状都专门针对难以处理区域进行了优化,而且能够在修正手术中将其分开。”
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