CNC加工チタン

15年以上のCNC機械加工チタンとプロトタイピングの経験、高精度、強力な品質検査システム、より迅速なプロジェクトフィードバックとお客様への納品。チタンはその性質上、長い間放置されてきました。しかし、20世紀には、冶金学とCNC製造技術の開発により、人々はこの材料について新しい見方をしています。現在、チタンは、その優れた重量/強度比（鋼の3倍）、耐食性、人体組織適合性、および高温での優れた性能により、医療機器に支持されています。航空宇宙分野では、軽量で強度の高いチタン部品が特に人気があります。しかし、チタンのCNC加工には多くの困難があります。

チタン合金

その特性を高めるために、チタンはしばしば合金を構成するために他の多くの金属元素を追加します。チタンの同素体変態は800℃以上の温度で起こります。チタンの使用温度を下げる要素はβ安定剤と呼ばれ、チタンの利用可能性を向上させる要素はα安定剤と呼ばれます。安定剤の含有量により、チタン合金は4つのグループに分けられます。

1.非合金チタン。基本的には純チタンです。非合金チタンは最高の耐食性を持っていますが、その強度は低いです。
2.アルファチタン合金。アルファ合金は耐クリープ性に優れているため、高温性能に使用できます。
3.α–βチタン合金。その優れた特性のため、チタン合金が最も広く使用されています。 α安定剤は材料の耐熱性を高め、β安定剤は合金の強度を高めます。最も一般的なα–β合金Ti-6Al-4Vは、チタン合金市場全体のほぼ50％を占めています。
4.ベータチタン合金。このチタン合金は彼よりも硬いですが、密度も高くなっています。

チタンの加工が難しいXNUMXつの理由

チタンは高温でも高強度を維持できます。高速切削でも塑性変形抵抗は変わりません。これには、どの鋼よりもはるかに多くの切削抵抗が必要です。
最終的に切りくずが形成されると、非常に薄くなり、切りくずと工具の接触面積は鋼のXNUMX分のXNUMXになります。したがって、工具の先端はより多くの切削抵抗に耐える必要があります。
チタン合金は、切削工具の材料に対して高い摩擦係数を持っています。これは切削温度と力を増加させ、より高い切削工具を必要とします。
500℃以上の温度では、チタンはほとんどの工具材料と反応します。熱がこもりすぎると、チタンは切断時に自己発火するため、チタン合金の切断にはクーラントを使用する必要があります。

接触面積が小さく、切りくずが薄いため、切削プロセスのすべての熱が工具に流れ、工具の耐用年数が大幅に短縮されます。高圧クーラントだけが熱に追いつき、お互いを中和することができます。
チタン合金の弾性は非常に低いです。これにより、追加の振動、工具のびびり、たわみが発生します。
低速の切削速度では、材料が刃先に付着し、表面仕上げに非常に悪影響を及ぼします。

適切な切削工具を選択してください

世界中の製造エンジニアは、チタンの処理速度を向上させるために多くの戦略を提唱しています。 CNCチタン加工を成功させるための最初のステップは、CNC切削工具を選択することです。長年にわたり、多くのハードメタルがチタンの切断に優れていることが証明されています。チタン部品のCNC加工を改善するには、切削工具に多くの特性が必要です。

工具は高温下で硬くなければなりません。
ツールは、揺れに対してより高い耐性を持っている必要があります。
ツールは耐疲労性能を備えている必要があります。
ツールは高温チタンと反応してはなりません。
ツールは高強度でなければなりません。
ツールは良好な熱伝導率を備えている必要があります。

上記のすべての特性を備えた工具材料の最適な範囲は、WC/Co合金です。もうXNUMXつの可能な解決策は、高速度鋼です。これは、高速度鋼がひび割れに非常に強いためです。ダイヤモンド工具は、チタンに対しても優れた耐摩耗性を示します。

CNC機械加工チタン技術

チタン加工戦略

チタンの加工性能を向上させるもうXNUMXつの実行可能な方法は、特殊なチタン加工戦略を適用することです。当社のチタン加工サービスは、チタンの加工時間を最小限に抑えるために適切な切削パラメータを選択することに非常に熟練しています。ただし、パラメータの最適化に加えて、チタンの切削速度を大幅に向上させることができるいくつかの型破りな加工戦略があります。

レッジツール

これらのツールは、ゼネラルエレクトリックによって開発されました。彼らが使用するツールの突き出たラグは薄いです。ツール全体ではなく、この薄壁のフレームだけがチタンを切断できます。チップも非常に薄いので違いはありませんが、壁フレームの摩耗が遅く、研ぎやすくなっています。壁フレームの側面摩耗は非常に速く、壁フレームの残りの部分の摩耗プロセスは一定ですが、側面摩耗は遅いです。

回転刃

回転刃はチタン合金の旋削に使用されます。工作機械の設計には精度がないため、これまではこれを実現することができませんでした。しかし、製造技術のレベルにより、現在ではそれらの使用が可能になっています。主な原理は、カッターがブランクをカットするときに、カッターブレードが丸く、フィクスチャーの周りを回転することです。このようにして、熱伝達が速くなり、ツールが過度に加熱されることはありません。したがって、切削速度を上げることができます。

超音波支援金属除去

実際、追加超音波切削工具への振動により、切りくずの形成が容易になります。チタンチップの弾力性は非常に悪いです。刃先が材料を切断し始めると、変形硬化により材料が悪化します。超音波は、変形ではなく切りくずの破壊を促進します。これは、工具寿命、表面仕上げ、および工具特性にプラスの影響を及ぼします。刃先に材料がたまるのを防ぎ、機械工が切削速度を上げることができます。

チタンアルマイト

チタンの陽極酸化は完全に生体適合性のあるプロセスであり、通常、整形外科用インプラント、歯科用インプラント、医療機器コンポーネント、および医療用プロトタイプに使用されます。チタンの陽極酸化は、金属表面に有機染料や人工コーティングを施すことなく、さまざまな色を作り出すことができます。

DDPROTOTYPEは、チタンの陽極酸化プロセスを改善して、信頼性が高く、一貫性があり、再現性のある色を生成します。私たちの陽極酸化プロセスは、最も明るい色を生成します。多くのお客様がこのプロセスの恩恵を受けることができます。これは、重要な公差を維持しながら、部品に機械加工後に残る可能性のある小さなバリが完全にないことを保証する費用効果の高い方法です。また、清潔で明るい表面を提供するため、部品は最も動的な陽極酸化表面処理を示すことができます。

詳細をお知りになりたいですか？

次のプロジェクトの準備をするときは、ラピッドプロトタイピングに適した処理技術と原材料を選択することが非常に重要です。 DDPROTOTYPEでは、より専門的なアドバイスを提供させていただきます。お気軽にお問い合わせください。 info@ddprototype.com または、CADファイルをここにアップロードします。