チタンは「軽い、強い、錆びない」という三つの特性により、様々な産業分野での採用が加速しています。特に航空・宇宙産業では、燃費効率と安全性の向上を同時に実現できる唯一の金属として重宝されています。一般的に金属加工に従事する技術者であれば、鉄やアルミニウムとの比較でチタンの優位性を感じることは多いでしょう。
しかし、チタンの最大の課題は「加工の難しさ」にあります。硬度が高く、熱伝導率が低いという特性は、切削加工時の工具摩耗を増加させ、加工時間を大幅に延長させます。したがって、チタンの用途拡大は、単なる材料特性の優位性ではなく、加工技術の革新と密接な関係があるのです。
現在、iPhone 15をはじめとするスマートフォンやプレミアム腕時計でもチタンが採用されるようになり、民生品分野での用途開拓も急速に進んでいます。これまで航空・宇宙に限定されていたチタンが、日常生活に身近な製品へと浸透している点は、加工技術の向上を示す重要な指標となっています。
チタンの密度は約4.51 g/cm³であり、鉄（7.87 g/cm³）の約57%に過ぎません。この軽量性は、移動体の燃費効率向上に直結するため、航空・自動車産業では極めて重要な要素です。例えば、航空機の機体構造材として1トンのチタンを採用することで、従来の鋼製部品と比較して約1.75トン分の重量削減が可能となります。
このような軽量化のメリットは、単なる「移動の効率化」に留まりません。医療分野では、人工関節に軽いチタンを使用することで、患者の負荷を低減し、長期的な使用における関節への負担を減らすことができます。また、スポーツ用品分野では、ゴルフヘッドや登山用品の軽量化により、運動性能の向上とユーザーの疲労軽減が実現しています。
鉄やアルミニウムと比較して、チタンはこの軽量性を保ちながら優れた強度を実現しているため、単位重量当たりの強度（比強度）において業界トップクラスの素材です。これが、加工が困難であるにもかかわらず、様々な高付加価値製品でチタンの採用が続く理由なのです。
チタンの表面には自然に酸化皮膜が形成され、この酸化皮膜が腐食からの保護層として機能します。この耐食性は、海塩水や酸性・アルカリ性環境での腐食に対して極めて強く、ステンレス鋼と比較しても優位性があります。船舶のプレート式熱交換器や深海艇の構造材として採用される理由は、この優れた耐食性にあります。
医療機器分野では、チタンの生体適合性がもう一つの重要な特性です。歯科インプラント、人工関節、骨プレートなど、体内に長期間埋植される医療機器では、チタンはアレルギー反応や拒絶反応をほぼ引き起こしません。この生体適合性と耐食性の組み合わせにより、チタンは医療機器分野で不可欠な素材となっています。
さらに、チタンは経年変化がほぼなく、リサイクル時の再利用が容易です。眼鏡や時計などの民生品でチタンが採用される場合も、この耐食性によって長期間の使用においても変色や劣化が最小限に抑えられるため、高級素材としての価値が保証されるのです。
従来、チタンの加工は「職人技」に依存する部分が大きかったのですが、近年のレーザー加工、放電加工、3Dプリンティングなどの先端加工技術により、チタンの加工可能性が飛躍的に向上しています。チタンレーザー加工では、高エネルギーのレーザー光を用いて、従来の機械加工では不可能だった複雑な形状の精密切断が可能になりました。
チタン放電加工は、極限の精密さを要求される金型製造や医療機器部品の製造に適しており、チタンのような硬度の高い素材でも微細加工を実現します。また、チタンと3Dプリンティング技術の組み合わせにより、内部構造を持つ複雑な形状の部品が設計段階から自由に製造できるようになり、医療分野でのカスタマイズ製品製造が急速に進展しています。
これらの加工技術の革新により、チタンの用途範囲はさらに拡大しており、従来は困難だった高精度・複雑形状の部品製造が可能になることで、新たな応用分野の開拓が継続的に進められています。
チタンカラーマーキング技術は、チタン表面の酸化層の厚さを制御することで、多彩な色彩を実現する独自の加工方法です。この技術は、インクやコーティングを使用しないため、医療や宇宙など安全基準が厳しい業界での採用が進んでいます。例えば、手術器具に色分けマーキングを施す場合、従来のインク印字では手洗い時に色が落ちるリスクがありますが、チタンカラーマーキングでは表面酸化による耐久的な色分けが可能です。
また、ジュエリー・時計などの高級民生品分野では、この色彩設計の自由度がチタンの付加価値を大幅に向上させています。チタンは単なる「強い金属」ではなく、デザイン性と機能性を同時に表現できるプレミアム素材として認識されるようになり、アクセサリー市場でもその採用が拡大しています。
スマートフォン背面や各種民生品でも、チタンの微細な凹凸形状加工による触感設計が行われており、これはディンプル加工（ゴルフボール表面のような小さなくぼみ）の応用例です。このような表面処理技術の進展により、チタンの用途は「機能性素材」から「感覚的価値を備えた高級素材」へと進化を遂げています。
参考情報：チタンの豊富な応用事例について
株式会社オーファ「チタンの用途」
参考情報：チタン微細加工技術と最新機械について
ニッシンパーテクチュアル「チタン微細加工の技術革新と部品の近未来」
参考情報：東京大学による革新的なチタン製造技術の開発
日本経済新聞「東京大学、高純度の金属チタン製造時間10分の1」
チタンの用途は従来の航空・宇宙・医療分野から、自動車・プラント・民生品へと急速に拡大しています。加工技術の革新により、これまで不可能だった複雑な形状や微細な加工が実現し、高付加価値製品の開発が加速しています。金属加工従事者にとって、チタンの特性を理解し、適切な加工方法を選択することは、今後の産業競争力強化に不可欠な知識となるでしょう。
