Следуйте за мной на: 
Обработка титана с ЧПУ
Более 15 лет опыта обработки титана с ЧПУ и прототипирования, высокая точность, мощная система контроля качества, более быстрая обратная связь по проекту и доставка вам. Титаном долгое время пренебрегали из-за его свойств. Но в 20 веке, с развитием металлургии и технологий производства с ЧПУ, у людей появился новый взгляд на этот материал. В настоящее время в медицинском оборудовании предпочтение отдается титану за его превосходное соотношение веса и прочности (в 3 раза выше, чем у стали), коррозионную стойкость, совместимость с тканями человека и отличные характеристики при высоких температурах. В аэрокосмической области детали из титана особенно популярны из-за их легкого веса и высокой прочности. Однако существует много трудностей при обработке титана на станках с ЧПУ.
титановый сплав
Чтобы улучшить свои свойства, в сплав титана часто добавляют много других металлических элементов. Аллотропное превращение титана происходит при температуре выше 800 ℃. Элементы, которые снижают температуру использования титана, называются β-стабилизаторами, а элементы, улучшающие доступность титана, называются α-стабилизаторами. По содержанию стабилизатора титановый сплав делится на 4 группы.
1. Нелегированный титан. По сути это чистый титан. Нелегированный титан обладает лучшей коррозионной стойкостью, но его прочность низкая.
2. Альфа-титановый сплав. Альфа-сплав имеет лучшее сопротивление ползучести, поэтому его можно использовать при высоких температурах.
3. α – β титановый сплав. Благодаря своим превосходным свойствам титановый сплав получил наибольшее распространение. α-стабилизаторы повышают жаропрочность материала, а β-стабилизаторы повышают прочность сплава. На наиболее распространенный α-β-сплав Ti-6Al-4V приходится почти 50% всего рынка титановых сплавов.
4. Бета-титановый сплав. Этот титановый сплав тверже его, но они и более плотные.
Семь причин, почему титан плохо поддается механической обработке
Титан может сохранять высокую прочность даже при высокой температуре. Даже при высокоскоростной резке его сопротивление пластической деформации остается неизменным. Это требует гораздо большей силы резания, чем любая сталь.
Когда стружка окончательно формируется, она очень тонкая, а площадь контакта стружки с инструментом в три раза меньше, чем у стали. Следовательно, кончик инструмента должен выдерживать большее усилие резания.
Титановый сплав имеет высокий коэффициент трения для материала режущего инструмента. Это увеличивает температуру и усилие резания и требует более мощных режущих инструментов.
При температуре более 500 ℃ титан вступает в реакцию с большинством инструментальных материалов. Если тепла накапливается слишком много, титан самовоспламеняется при резке, поэтому при резке титанового сплава необходимо использовать охлаждающую жидкость.
Из-за малой площади контакта и тонкой стружки все тепло в процессе резания уходит на инструмент, что значительно сокращает срок службы инструмента. Только теплоносители под высоким давлением могут не отставать от тепла и нейтрализовать друг друга.
Эластичность титанового сплава очень низкая. Это вызывает дополнительную вибрацию, стук инструмента и его отклонение.
При низкой скорости резания материал будет прилипать к режущей кромке, что очень неблагоприятно скажется на чистоте поверхности.
Выберите правильный режущий инструмент
Инженеры-технологи по всему миру предложили множество стратегий для повышения скорости обработки титана. Первым шагом успешной обработки титана с ЧПУ является выбор режущих инструментов с ЧПУ. За прошедшие годы многие сплавы Hardmetals доказали свою эффективность при резке титана. Для лучшей обработки титановых деталей с ЧПУ режущие инструменты должны обладать многими свойствами.
Инструменты должны быть твердыми при высокой температуре.
Инструменты должны иметь более высокую устойчивость к встряхиванию.
Инструмент должен иметь противоусталостные характеристики.
Инструмент не должен реагировать с высокотемпературным титаном.
Инструменты должны иметь высокую прочность.
Средство должно иметь хорошую теплопроводность.
Наиболее подходящим диапазоном инструментальных материалов со всеми вышеперечисленными характеристиками является сплав WC/Co. Другое возможное решение — быстрорежущая сталь, потому что она очень устойчива к растрескиванию. Алмазные инструменты также показывают хорошую износостойкость по отношению к титану.
Технология обработки титана с ЧПУ
Стратегия обработки титана
Еще один возможный способ улучшить производительность обработки титана — применить специальную стратегию обработки титана. Наша служба по обработке титана очень квалифицирована в выборе правильных параметров резки для минимизации времени обработки титана. Однако в дополнение к оптимизации параметров существуют некоторые нетрадиционные стратегии обработки, которые могут значительно повысить скорость резания титана.
Инструмент выступ
Эти инструменты были разработаны General Electric. Выступающие выступы инструментов, которые они используют, тонкие. Вместо всего инструмента только эта тонкостенная рамка может резать титан. Так как стружка тоже очень тонкая, то разницы нет, но износ стенового каркаса идет медленнее и ее легче затачивать. Боковой износ стеновой рамы очень быстрый, затем процесс износа остальной части стеновой рамы постоянный, а боковой износ медленный.
Поворотный клинок
Вращающееся лезвие используется для токарной обработки титанового сплава. Из-за недостаточной точности конструкции станка добиться этого раньше было невозможно. Однако уровень технологии производства в настоящее время делает возможным их использование. Основной принцип заключается в том, что лезвие резака круглое и вращается вокруг приспособления, когда резак режет заготовку. Таким образом, передача тепла будет быстрее, и инструмент не будет слишком сильно нагреваться. Таким образом, скорость резки может быть увеличена.
Удаление металла с помощью ультразвука
На самом деле, добавляя ультразвуковой вибрация режущего инструмента облегчает образование стружки. Эластичность титановой стружки очень низкая. Когда режущая кромка начинает резать материал, деформационное упрочнение усугубляет ситуацию. Ультразвук способствует разрушению стружки, а не деформации, что положительно влияет на срок службы инструмента, чистоту поверхности и характеристики инструмента. Это предотвращает скопление материала на режущей кромке и позволяет оператору увеличить скорость резки.
Анодирование титана
Анодирование титана — это полностью биосовместимый процесс, который обычно используется для ортопедических имплантатов, зубных имплантатов, компонентов медицинского оборудования и медицинских прототипов. Анодирование титана позволяет получить различные цвета без нанесения органических красителей или искусственных покрытий на поверхность металла.
DDPROTOTYPE улучшает процесс анодирования титана для получения надежных, однородных и воспроизводимых цветов. Наш процесс анодирования дает самые яркие цвета. Мы обнаружили, что многие клиенты могут извлечь выгоду из этого процесса, который является экономически эффективным способом гарантировать, что их детали полностью свободны от небольших заусенцев, которые могут остаться после обработки, при сохранении критических допусков. Он также обеспечивает чистую, блестящую поверхность, поэтому ваши детали могут демонстрировать наиболее динамичную обработку поверхности анодированием.
Хотите узнать больше?
Когда вы готовитесь к следующему проекту, очень важно выбрать правильные методы обработки и сырье для быстрого прототипирования. В DDPROTOTYPE мы будем рады предоставить вам более профессиональные советы. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам по адресу info@ddprototype.com или загрузите файл CAD здесь.