人體的骨骼可以被打印出來了！最近首例 3D 打印多孔型鈦金屬骨植入假體治療在西安市紅會醫院順利完成。而武漢一位醫生近日成功利用 3D 技術打印了一塊新的鈦金屬左肩胛骨，幫助一位腫瘤患者的左肩獲得“重生”。這是全球第二例 3D 打印肩胛骨重建手術。根據觀察及康復情況，植入的假體與保留的肩胛骨完全吻合，關節功能基本恢復。

    此次手術中的肩胛骨材質鈦，實際上是被廣泛應用于航空航天領域的材料。鈦眼鏡，鈦首飾，鈦手表……這種用到了生活中的太空金屬，究竟是個什么鬼？

    關于鈦的這些：純鈦 VS 鈦合金 VS 鈦金

    鈦，元素周期表中的成員之一，化學符號為 Ti，是過渡金屬的一種，呈銀白色。鈦于 18 世紀晚期被德國柏林科學家MartinHeinrichKlaproth 發現，源自于對名為 Sch?rl 的紅色礦石研究中的意外所獲。

    而從鈦元素的發現，到制成純凈的鈦金屬，卻用了一百多年（美國通用電氣員工 M.A.Hunter 通過加熱四氯化鈦和鈉金屬實現）。

    30 年后，鈦開始投入冶煉，針對不同用途的需要，成品材料中有純金屬也有化合物。常見的主要是以下三種：

    純鈦——鈦含量在 99% 以上的鈦，但不摻雜任何別的金屬（注意，不是指 100% 的鈦含量，事實上，世界上僅有少數幾個國家可以提煉出純度接近 100% 的鈦），主要特性為耐高低溫、耐腐蝕、密度小、高強度；鈦合金——以鈦為基礎加入其它元素組成的合金，具有密度低、強度高、抗腐蝕性能好、性能好等特性；鈦金——有兩種理解方式，專業定義為鈦和金的化合物，是鈦合金的一種，但在現實生活中，鈦金就是鈦合金的俗稱（下文統稱為鈦金），質地硬，重量輕，可以抵制侵蝕。

    鈦金的標準：國內版本與國際的美標、俄標、日標

    為區分鈦金所含的不同成分，不得不提一下鈦金的標準。

    上表為國內外相近牌號對照表，顯然，以美國、俄羅斯、日本為代表的類別劃分與中國差異很大，命名規則完全不同。例如，國標的命名以編號為主，美標則直接用劃分的等級（GR即 Grade）。近期引發爭議的 8848 手機 5 系鈦合金，從對照表上來看，不過是美標 GR5 的中式稱法（也有一些機構翻譯為 5級鈦合金），對應的即為國標 TC4 鈦合金 , 化學成分表示方法為Ti-6Al-4V,表示其主要成分為Al含量：5.5%-6.75%，V 含量：3.5%-4.5%，余量為 Ti。所以，國標 TC4 與美標GR5其實是一回事，在某些媒體的表述中會看到將TC4前的“國標”換成了“國產”，非得把國產看低一等，個人表示很惋惜。

    鈦金的特點：親生物 + 英雄氣概 +“鈦”難得

    1、化學性質穩定，生物相容性極佳

    因為極穩定和耐腐蝕（抵抗分泌物）的性質，甚至可用于人體內部（例如用在植入人體的芯片上）。更重要的是，物質與其接觸時，不會產生任何化學反應。鈦金是唯一對人類植物神經和味覺沒有任何影響，并且絕對不會造成過敏的金屬！鑒于此，鈦金常見于首飾及可穿戴設備中，在醫學上也有著其獨特的用途：損傷骨頭的接合和固定，之后可長期存在于人體內且不產生排斥，因此，人們將鈦金稱為“親生物金屬”。

    2、物如其名，具有英雄氣概的金屬鈦

    金屬的特點是銀亮、輕盈、堅牢。在化學界能夠吞噬白銀、黃金，甚至不銹鋼的強腐蝕之王“王水”遇上鈦也束手無策。被“王水”浸泡了多年的鈦金，依舊锃亮，光彩照人。

    在高達 253℃ ~500℃的溫度范圍內都能夠保持其高強度和穩定性。所以，鈦金材質的金屬制品不會變形，不會褪色，易于保養，只需棉布輕輕一擦，就會回復光澤，且使用時間越長色澤越好。

    3、增強免疫力，促進血液循環

    鈦金能夠刺激吞噬細胞，從而增強免疫力增強，這一點使得鈦金在醫藥和體育運動領域中被廣泛使用。鈦不會發生經時性的變化或變質，有益人體身心健康。因此，使用鈦制品可以刺激血液流動，有效地控制身體內的電流紊亂，從而對粘液囊炎、坐骨神經痛、頭痛和經前綜合癥的短暫疼痛產生一定緩解作用。

    4、加工技術要求高，“鈦”難得

    鈦金因為其高強度和高穩定性，反而對其加工技術提出了極高的要求，一般的設備幾乎很難澆鑄成型，又很難進行焊接，無法改變其形狀，若進行復雜加工，則極易斷裂，難以形成生產規模。因此，在國內外首飾市場很難見到真正純鈦首飾的蹤影。

    鈦金特有的銀灰色調不論是高拋光、絲光、亞光都有著很好的表現，是和貴金屬鉑、金并列最合適體現首飾精髓的金屬，在國外現代首飾設計中已經開始使用，是國際上很獨特新穎的首飾用材。因為其獨特的金屬特性，健康的金屬性能，非常好的首飾寓意，備受年輕白領、時尚達人的推崇。

    鈦金首飾在西方國家很流行，對中國人來說卻完全是新生事物。中國的鈦金的生產技術太過薄弱，國外鈦金首飾的價格又很高，讓人望而卻步。國內能做真正鈦金首飾的生產加工的廠商屈指可數。

    鈦金值多少？貴不在價在工藝

    業界認為，鈦屬于稀有金屬的一種，雖然其分布廣泛，但相對分散，提取起來較為困難，現今采用的方法為克羅爾法和亨特法（本文就不再詳細展開，該提取方法成本較高，且生產周期長）。

    鈦金被稱為太空金屬，是航空航天工業中使用的一種新的重要結構材料，比重、強度和使用溫度介于鋁和鋼之間，但比鋁、鋼強度高并具有優異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。例如，鈦金用于制作飛機發動機壓氣機部件，火箭、導彈和高速飛機的結構件等。

    從工業角度，價值的衡量并不體現在價格上（例如鉆石用于玻璃切割），而是看材料性能對于結構件效率的貢獻，以及在行業發展和創新的推進中所起到的作用。鈦金的強度密度比遠大于其他金屬結構材料，可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等使用的都是鈦金。航天器主要利用鈦金的高比強度，耐腐蝕和耐低溫性能來制造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構架和火箭殼體。人造地球衛星、登月艙、載人飛船和航天飛機也都使用鈦金板材焊接件。

    從生活角度，根據上文所述，國外對鈦金的應用較為成熟，但就首飾而言，鑒于鈦金極高的加工技術和復雜的加工工藝，能生產鈦金首飾的國家已是少數，要買到鈦金首飾，就更是稀有。鈦金首飾的市場價格，鑒于其高難度的加工工藝，在鉑金之上。市面上也有很多打著“鈦金”旗號的首飾，實際上，絕大部分是鈦的，或者是鈦鋼的（其實就是鋼的），與真正的鈦金首飾無法比較。

    除了功能以外，鈦也有著文化和精神的寓意：希臘神話里，鈦 （Titanium） 是天神泰坦的名字，它誕生于巨人 （giant） 家族，一個源自天穹之神烏拉諾斯和大地女神該亞的后裔，他的統治被稱為“黃金時代”。因此，除了首飾之外，鈦金還受到很多奢侈腕表商的鐘愛。部分奢侈腕表已延展出某些特殊環境下的強大功能，比如深海潛水、甚至登月時的性能保證，這就少不了“太空金屬”一臂之力了，鈦金材料配件無疑是實現以上功能的最合適的選擇。在今年1月份的日內瓦精細鐘表展上，來自意大利的沛納海就推出了一款超級復雜的 3D 鈦金屬腕表Luminor1950，這也是全球首款使用鈦金屬 3D 打印的腕表。

    隨著 3D 打印技術的成熟和鈦金屬材料的深入研究，未來我們將會看到越來越多身邊的產品用上鈦這種太空金屬，讓我們的生活更好。