舒适轻便的钛轮椅发布时间:2010-2-120:57:07来源：中国钛设备网信息中心轮椅用材料要求具有牢固、轻量、舒适、美观等特点，合金钢、不锈钢、铝、钛等轻金属都可用于轮椅生产，但它们是各有特色，合金钢、不锈钢、铝价格便宜，易加工生产，但钢比钛重，铝比钛强度低，而钛相对来说，重量较轻，比强度高，但价格又太高。

目前钢制轮椅在市场上占有主要地位，钛制轮椅虽在80年代中期就形成了，但真正发展却在上世纪90年代后期，而且发展很快，这主要是因为钛工业发展至今，已经意识到不能单纯地依赖于航空应用，而应在新应用领域中开发钛产品，更大地发挥其应用潜力。

钛轮椅完全可以和铝产品竞争。钢制轮椅重量高达50lb（22.5kg），铝制轮椅重量减轻到25～30lb（11.25～13.5kg），钛轮椅重量可进一步减轻到14～20lb（6.3～9kg），这对生活在轮椅上的人来说有很大好处。现在还没有一种钛合金是特意为轮椅设计的，TC4也就是Ti－3Al－2.5V，是车架常用的钛合金，虽然它是为飞机液压系统研制的，但由于其管成形性、耐蚀性、延展性好，适于做车架，一般由冷加工的和消除应力退火的Ti－3Al－2.5V无缝管制造，支架被焊接在一起，再与塑料、铝和钛部件装配，扶手也可用钛，通常是二级钛或工业纯钛。上海有色金属研究所近两年成功地开发了适合车架用的Ti－3Al－2.5V无缝管，产品销往美国、意大利等国，但加工成小直径的管材很困难，不适于做车架，但可用作车架上的曲轴定位器、脚踏、车把等。Ti－15V－3Al－6Cr－4Mo－4Zr也容易成型，虽其密度较高，但模量较低，可使车架提高灵活性和舒适性，其弯曲特性可以与Ti－3Al－2.5V相比，所以也适于做轮椅，对钛合金造成一定的威胁。

天人合一的钛制轮椅

当轮椅要求"牢固"和"轻量"时，自然就想到用钛，但钛往往在目前不是最佳材料，而锻铝和铸铝更受欢迎，如果钛金属材料的价格能降下来的话，有可能成为目前一些铝应用市场的替代品。

钛除了强度高、钛部件轻量化外，还具有较好的减振性。钛制轮椅的框架主要是管状结构，使用了TIG的钛焊管，钛管在氩气气氛中焊接，可防止氧化和氮化造成的硬化。车架结构框架的焊接也使用TIC焊接。另外，钛在腐蚀环境中，对于汗液和洗涤剂的耐蚀性比铝和不锈钢好得多，接触肌体也不会引起过敏反应。钛的导热率仅为铝的十分之一，单位热容是不锈钢的一半，所以与肌体接触时易接近体温，没有冷的感觉，很适合做轮椅材料。

日本是民用钛应用最广泛的国家，日本一般选用工业纯钛制造轮椅，如日本JIS标准中第四种工业纯钛的强度较高，与用于机械构件的合金钢相当，用这种纯钛制成的材料称为"UTT75"的特种高强钛材，其拉伸强度为750MPa，这是可加工的最高强度的工业纯钛，适合做竞技用轮椅材料。以下具体介绍一下钛轮椅的主要特点。

（1）牢固性：与钢相比，纯钛的耐盐水腐蚀性好，车架用纯钛管经钨极惰性气体保护焊（TIC）焊接制成，焊接强度也不比钢管差，所以钛制轮椅在牢固性方面具有优势。

（2）轻量性：目前使用的钢或不锈钢架轮椅、铝合金（主要使用7003系铝合金）架轮椅重量都比钛架轮椅重，这主要是由于钛具有优异的比强度。

（3）价格因素：钛的价格比铝和不锈钢贵，所以钛轮椅价格要比其它材料轮椅贵很多，这也是钛制轮椅市场开发的一个阻碍，如果要不在降低钛成本上下功夫，它就不可能与铝或钢轮椅竞争。

（4）舒适性：乘坐的舒适性取决于轮椅材料的弹性和振动吸收能，在振动吸收能上，不锈钢、铝合金和纯钛不会有大的差异。从弹性率看，钛管弹性好，扭转强度高，所以受同样负载时，钛轮椅的变形小，比不锈钢受的振动要小。

（5）美观性：钛可以通过阳极氧化进行着色，使钛轮椅更加美观。

影响钛制轮椅发展的原因主要是钛成本高，比铝轮椅要高出10～25％，但钛轮椅的使用寿命长，还可减少肩膀和手腕损伤，避免以后昂贵的外科手术和使用电动轮椅，因为电动轮椅的价钱比手动轮椅价格贵至少2倍，而且使电动轮椅，活动减少还会引起其它健康问题，所以许多人宁可使用价格较贵的手动钛轮椅，为的是防止以后更大的花费。

钛制轮椅的市场才刚刚开始

钛用于轮椅车架是由钛用于自行车得来的，但远不如自行车用钛多，钛轮椅市场还没充分开发，但具有很大潜力。美国生产Ti－3Al－2.5V管材的几家公司都转向自行车工业，但全世界生产的Ti－3Al－2.5V自行车车架还不到3架波音747飞机用的钛，可见钛在自行车业和轮椅中的应用也只是钛的新应用领域，无法与主要的钛应用领域-航空工业相比，其技术也不如航空工业成熟，因此面对的是进一步的研究与开发。

我国轮椅生产厂家目前均生产单一型的残疾人轮椅，主要为残疾人使用，而为医院病房、疗养院等生产轮椅的却没有一家。每年下肢残疾（瘫痪）者增长数达到35～40万（近10年统计平均值），轮椅将是不可缺少的一种工具。根据我国今后一段时间下肢部残疾人年增加量的2.5％计算，需要高档豪华轮椅数应为1万台／年左右，同时，随着我国人口老龄化问题日益严重，老年人需求按城市老年人的1‰计算为4万台，加上国际市场的需求和残疾人体育运动每年5000台的需求量，所以该产品市场潜力巨大。

国内市场上只有钢管镀铬、铝合金车架，没有钛合金车架。随着手动轮椅车市场需求量逐年增加，轮椅车的生产近几年有了较大的发展，目前全国约有30家企业，主要集中在东部发达地区，年产量在10万辆左右。与国外轮椅车的生产相比，我国轮椅车的生产和销售市场还处于无序状态，存在产品质量较差、档次低、品种少、企业生产规模小等问题。

近年来，宝鸡招商引资项目中的"钛合金折叠硬座轮椅"是由宝钛集团有限公司研制开发的一种采用钛合金材料、新结构、多功能的豪华高档次产品，它结合国内外各种类型轮椅的优点，安全可靠，折叠轻巧方便，重量是一般轮椅平均重量的1／3（6～9kg）。产品设计技术先进，采用材料比强度高、密度小、耐蚀性好、制造技术科技含量高。建设选址为陕西宝鸡，建设内容包括建立生产线、装配线、检验试中心和生产经营管理中心，其规模为1.5万台／年。

钛在轮椅上的应用可以说是受自行车用钛的启发，但在技术上远不如用于航空工业上的成熟，轮椅和自行车业用钢材、铝材已非常普遍，钛、碳纤维等材料目前正处于研究开发、试用阶段，没有形成市场规模，而且由于钛合金冶炼成本和加工成本较高，制约了钛合金车架的普及，美国TiSport有限公司生产的钛轮椅价格一般在2000多美元左右，而西安市场上的钢制轮椅价格为4800～5200元，相差太大。所以，为扩大钛合金在轮椅车架上的应用，不断研制开发新型、低成本、工艺性能好的钛合金以及不断研究先进的、高效率的成形工艺将是今后的主要发展趋势。无论如何，开发钛的新应用领域，探索钛的特殊应用，毕竟是人们对钛合金研究的一大进步。