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2025-03-03
来源：深圳市升华三维科技有限公司
钽金属：高价值的"全能材料"
生物相容性：钽在人体内无排异反应，且能促进骨细胞生长，成为骨科植入物（如关节、骨板）的理想选择；
在电子工业中，钽金属被用于制造高性能的电容器、电阻器等电子元件，全球60%以上的钽用于制造高端电容器，其介电常数是铝的100倍，是5G通信、新能源汽车电控系统的核心元件，其稳定的电学性能为电子设备的可靠运行提供了保障。
在航空航天领域，钽金属的高温强度和抗蠕变性能使其成为发动机部件、航天器热防护系统等关键部件的理想材料，如在F-35战斗机的发动机部件中，钽合金燃烧室可承受2000℃以上的高温。
此外，更令人瞩目的是，钽与人体组织具有天然相容性，是极少数能直接植入人体的金属材料，在医疗器械领域也有着重要的应用，如多孔钽植入物已成功应用于骨科、牙科，其仿生结构可促进骨细胞长入，使植入体寿命延长3倍以上。
▲钽金属应用领域广泛 ©东方钽业、招商证券
3D打印钽金属：从实验室到产业化的跨越
▲3D打印的多孔钽金属半骨盆假体 ©大连大学附属中山医院赵德伟教授团队
设计自由度：结合拓扑优化技术，可在钽部件内部构建梯度孔隙结构，同时满足力学性能与功能需求；
PEP工艺：钽金属3D打印的"性价比之选"
但常见激光3D打印钽金属，面临着粉末成本高（球形粉要求严格）、残余应力大、设备投入高等问题，限制规模化应用。升华三维自主研发的粉末挤出3D打印（PEP）技术，融合了“3D打印+粉末冶金”的双重优势。针对钽金属特性进行了深度优化，将钽粉与高分子粘结剂均匀混合，制成粒径为0.3-3mm的颗粒喂料；再通过独立双喷嘴螺杆挤出系统3D打印机将喂料精确沉积，构建三维坯体；最后采用催化脱脂+高温烧结工艺，使得钽金属部件致密度达99.5%以上。
▲PEP制备的钽植入体+难熔金属难熔金属复杂填充样品 @升华三维
材料普适性：兼容球形度低、流动性差的钽粉（0.2-100μm粒径），从而降低原料成本，支持高固含量（50-65vol%）的喂料，可进一步提升致密度；
成本与效率优势：设备成本仅为激光打印的1/5-1/3，且支持粉末循环使用，材料利用率达95%以上，适合中小批量生产；
结构性能稳定：结合粉末冶金烧结工艺，产品力学性能接近锻件水平，组织均匀、结构无缺陷；
复合材料制备：独立双喷嘴挤出系统可支持不同金属和陶瓷材料的复合打印；
PEP赋能钽金属制造，未来前景广阔
▲PEP可打印的难熔金属及其合金材料 @升华三维
在医疗器械领域，PEP技术的颗粒挤出方式可呈现出独特的高接触面积和低表面质量特性，非常适用于定制复杂结构的钽金属植入体，以满足不同患者的需求；在多材料打印方面，升华三维已可实现钽与羟基磷灰石等生物陶瓷的复合打印。
▲PEP工艺制备的难熔金属应用样品 @升华三维
升华三维现面向航空航天、国防工业、核工业、医疗植入等应用领域提供难熔金属增材制造解决方案及打印服务。欢迎垂询！
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