人体的骨骼可以被打印出来了！最近首例 3D 打印多孔型钛金属骨植入假体治疗在西安市红会医院顺利完成。而武汉一位医生近日成功利用 3D 技术打印了一块新的钛金属左肩胛骨，帮助一位肿瘤患者的左肩获得“重生”。这是全球第二例 3D 打印肩胛骨重建手术。根据观察及康复情况，植入的假体与保留的肩胛骨完全吻合，关节功能基本恢复。

    此次手术中的肩胛骨材质钛，实际上是被广泛应用于航空航天领域的材料。钛眼镜，钛首饰，钛手表……这种用到了生活中的太空金属，究竟是个什么鬼？

    关于钛的这些：纯钛 VS 钛合金 VS 钛金

    钛，元素周期表中的成员之一，化学符号为 Ti，是过渡金属的一种，呈银白色。钛于 18 世纪晚期被德国柏林科学家MartinHeinrichKlaproth 发现，源自于对名为 Sch?rl 的红色矿石研究中的意外所获。

    而从钛元素的发现，到制成纯净的钛金属，却用了一百多年（美国通用电气员工 M.A.Hunter 通过加热四氯化钛和钠金属实现）。

    30 年后，钛开始投入冶炼，针对不同用途的需要，成品材料中有纯金属也有化合物。常见的主要是以下三种：

    纯钛——钛含量在 99% 以上的钛，但不掺杂任何别的金属（注意，不是指 100% 的钛含量，事实上，世界上仅有少数几个国家可以提炼出纯度接近 100% 的钛），主要特性为耐高低温、耐腐蚀、密度小、高强度；钛合金——以钛为基础加入其它元素组成的合金，具有密度低、强度高、抗腐蚀性能好、性能好等特性；钛金——有两种理解方式，专业定义为钛和金的化合物，是钛合金的一种，但在现实生活中，钛金就是钛合金的俗称（下文统称为钛金），质地硬，重量轻，可以抵制侵蚀。

    钛金的标准：国内版本与国际的美标、俄标、日标

    为区分钛金所含的不同成分，不得不提一下钛金的标准。

    上表为国内外相近牌号对照表，显然，以美国、俄罗斯、日本为代表的类别划分与中国差异很大，命名规则完全不同。例如，国标的命名以编号为主，美标则直接用划分的等级（GR即 Grade）。近期引发争议的 8848 手机 5 系钛合金，从对照表上来看，不过是美标 GR5 的中式称法（也有一些机构翻译为 5级钛合金），对应的即为国标 TC4 钛合金 , 化学成分表示方法为Ti-6Al-4V,表示其主要成分为Al含量：5.5%-6.75%，V 含量：3.5%-4.5%，余量为 Ti。所以，国标 TC4 与美标GR5其实是一回事，在某些媒体的表述中会看到将TC4前的“国标”换成了“国产”，非得把国产看低一等，个人表示很惋惜。

    钛金的特点：亲生物 + 英雄气概 +“钛”难得

    1、化学性质稳定，生物相容性极佳

    因为极稳定和耐腐蚀（抵抗分泌物）的性质，甚至可用于人体内部（例如用在植入人体的芯片上）。更重要的是，物质与其接触时，不会产生任何化学反应。钛金是唯一对人类植物神经和味觉没有任何影响，并且绝对不会造成过敏的金属！鉴于此，钛金常见于首饰及可穿戴设备中，在医学上也有着其独特的用途：损伤骨头的接合和固定，之后可长期存在于人体内且不产生排斥，因此，人们将钛金称为“亲生物金属”。

    2、物如其名，具有英雄气概的金属钛

    金属的特点是银亮、轻盈、坚牢。在化学界能够吞噬白银、黄金，甚至不锈钢的强腐蚀之王“王水”遇上钛也束手无策。被“王水”浸泡了多年的钛金，依旧锃亮，光彩照人。

    在高达 253℃ ~500℃的温度范围内都能够保持其高强度和稳定性。所以，钛金材质的金属制品不会变形，不会褪色，易于保养，只需棉布轻轻一擦，就会回复光泽，且使用时间越长色泽越好。

    3、增强免疫力，促进血液循环

    钛金能够刺激吞噬细胞，从而增强免疫力增强，这一点使得钛金在医药和体育运动领域中被广泛使用。钛不会发生经时性的变化或变质，有益人体身心健康。因此，使用钛制品可以刺激血液流动，有效地控制身体内的电流紊乱，从而对粘液囊炎、坐骨神经痛、头痛和经前综合症的短暂疼痛产生一定缓解作用。

    4、加工技术要求高，“钛”难得

    钛金因为其高强度和高稳定性，反而对其加工技术提出了极高的要求，一般的设备几乎很难浇铸成型，又很难进行焊接，无法改变其形状，若进行复杂加工，则极易断裂，难以形成生产规模。因此，在国内外首饰市场很难见到真正纯钛首饰的踪影。

    钛金特有的银灰色调不论是高抛光、丝光、亚光都有着很好的表现，是和贵金属铂、金并列最合适体现首饰精髓的金属，在国外现代首饰设计中已经开始使用，是国际上很独特新颖的首饰用材。因为其独特的金属特性，健康的金属性能，非常好的首饰寓意，备受年轻白领、时尚达人的推崇。

    钛金首饰在西方国家很流行，对中国人来说却完全是新生事物。中国的钛金的生产技术太过薄弱，国外钛金首饰的价格又很高，让人望而却步。国内能做真正钛金首饰的生产加工的厂商屈指可数。

    钛金值多少？贵不在价在工艺

    业界认为，钛属于稀有金属的一种，虽然其分布广泛，但相对分散，提取起来较为困难，现今采用的方法为克罗尔法和亨特法（本文就不再详细展开，该提取方法成本较高，且生产周期长）。

    钛金被称为太空金属，是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比铝、钢强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。例如，钛金用于制作飞机发动机压气机部件，火箭、导弹和高速飞机的结构件等。

    从工业角度，价值的衡量并不体现在价格上（例如钻石用于玻璃切割），而是看材料性能对于结构件效率的贡献，以及在行业发展和创新的推进中所起到的作用。钛金的强度密度比远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等使用的都是钛金。航天器主要利用钛金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机也都使用钛金板材焊接件。

    从生活角度，根据上文所述，国外对钛金的应用较为成熟，但就首饰而言，鉴于钛金极高的加工技术和复杂的加工工艺，能生产钛金首饰的国家已是少数，要买到钛金首饰，就更是稀有。钛金首饰的市场价格，鉴于其高难度的加工工艺，在铂金之上。市面上也有很多打着“钛金”旗号的首饰，实际上，绝大部分是钛的，或者是钛钢的（其实就是钢的），与真正的钛金首饰无法比较。

    除了功能以外，钛也有着文化和精神的寓意：希腊神话里，钛 （Titanium） 是天神泰坦的名字，它诞生于巨人 （giant） 家族，一个源自天穹之神乌拉诺斯和大地女神该亚的后裔，他的统治被称为“黄金时代”。因此，除了首饰之外，钛金还受到很多奢侈腕表商的钟爱。部分奢侈腕表已延展出某些特殊环境下的强大功能，比如深海潜水、甚至登月时的性能保证，这就少不了“太空金属”一臂之力了，钛金材料配件无疑是实现以上功能的最合适的选择。在今年1月份的日内瓦精细钟表展上，来自意大利的沛纳海就推出了一款超级复杂的 3D 钛金属腕表Luminor1950，这也是全球首款使用钛金属 3D 打印的腕表。

    随着 3D 打印技术的成熟和钛金属材料的深入研究，未来我们将会看到越来越多身边的产品用上钛这种太空金属，让我们的生活更好。