Pièces en alliage de titane usinées en Suisse

Trois facteurs principaux distinguent le titane de l'acier inoxydable : (1) Durée de vie de l'outillage. L'usinabilité du Ti-6Al-4V représente environ 20 % de celle de l'acier à usinage facile 1212 ; les plaquettes s'usent 5 à 10 fois plus vite que sur l'acier inoxydable 303. (2) Vitesse de coupe. Le titane doit être usiné à des vitesses de coupe nettement inférieures afin d'éviter l'échauffement. Une coupe plus lente implique des temps de cycle plus longs sur la même machine. (3) Exigences en matière de liquide de refroidissement haute pression. Un arrosage classique est insuffisant pour le titane ; un système d'arrosage dirigé haute pression (50 à 70 bars) est nécessaire, ce qui requiert des capacités machine spécifiques. Nous sommes transparents quant à ces coûts : nos devis pour le titane détaillent séparément le matériau, l'outillage, le temps de cycle et la finition, vous permettant ainsi d'identifier précisément les éléments qui influencent le prix.

Les deux alliages sont de base identique (6 % d'aluminium, 4 % de vanadium), mais le grade 23 ELI (Extra Low Interstitial) présente des teneurs plus élevées en oxygène (0.13 % maximum contre 0.20 %), azote, carbone et fer. Ces limites plus strictes améliorent la ténacité à la rupture, la résistance à la propagation des fissures de fatigue et la ductilité à basse température. Le grade 23, conforme à la norme ASTM F136, est la norme pour les dispositifs médicaux implantables, où les charges cycliques sur plusieurs années d'utilisation rendent l'amorçage et la propagation des fissures critiques. Pour les pièces aérospatiales structurelles, le grade 5 standard est généralement suffisant. Nous avons en stock ou pouvons nous procurer les deux grades et nous vous conseillerons sur le choix lors de l'analyse de fabricabilité (DFM).

Oui. À l'état brut d'usinage, nous atteignons une rugosité Ra ≤ 0.8 μm sur les surfaces en titane. Après électropolissage, nous atteignons une rugosité Ra ≤ 0.2 μm. Pour répondre aux exigences de texture de surface des implants (comme des plages de rugosité Ra spécifiques pour l'ostéointégration sur les corps d'implants), nous pouvons coordonner le sablage contrôlé, le mordançage acide ou l'électropolissage afin d'obtenir le profil de texture spécifié. Toutes les finitions sont réalisées avec une traçabilité des lots assurée, et nous fournissons la documentation relative au processus de finition avec le colis de livraison. Remarque : la vérification de l'état de surface du titane est effectuée avec notre profilomètre Mitutoyo 178-560 ; nous ne nous basons pas sur une évaluation visuelle.

Nous usinons couramment selon les normes suivantes : AMS 4928 (barres et billettes de Ti-6Al-4V, aérospatiale), ASTM F136 (Ti-6Al-4V ELI pour implants chirurgicaux), ASTM F67 (titane non allié de grades 1, 2, 3 et 4 pour implants chirurgicaux), ASTM B265 (bandes, feuilles et plaques de titane) et AMS 4931 (barres de Ti-6Al-4V recuites). Les certificats de conformité à ces normes sont fournis avec chaque commande. Si votre plan mentionne une spécification non répertoriée ici, n'hésitez pas à nous contacter ; nous vérifierons la disponibilité des matériaux avant de vous établir un devis.

Nous utilisons sur site un analyseur de fluorescence X (XRF) Seiko SII SEA1000A pour identifier avec précision la composition des barres de titane entrantes avant leur usinage. L'analyse XRF confirme que la composition élémentaire correspond au certificat d'usine, détectant ainsi les erreurs de nuance qui pourraient engendrer des pièces non conformes dans des applications critiques. Les enregistrements PMI sont conservés avec la documentation du lot et peuvent être inclus dans le colis de livraison sur demande.

Il n'y a pas de quantité minimale fixe. Les prototypes, généralement de 5 à 20 pièces, sont courants pour les pièces en titane en phase de développement, notamment pour les clients des secteurs médical et aérospatial qui ont besoin de premiers exemplaires avant de s'engager dans une production en grande série. Pour les pièces produites en grande série (plusieurs milliers d'unités), le prix est ajusté en conséquence. Le titane engendrant des coûts importants liés aux matériaux et à l'outillage, le prix unitaire des prototypes est supérieur au prix de production ; nous le précisons dans nos devis afin que vous puissiez planifier votre budget de développement en conséquence.

Oui, et nous le recommandons vivement pour les pièces en titane. Parmi les problèmes de fabricabilité (DFM) fréquemment rencontrés sur les plans, on peut citer : des tolérances spécifiées à ±0.002 mm sur des éléments qui n’en ont pas besoin (augmentation des coûts sans gain de qualité), des spécifications de finition de surface trop strictes, des profils de filetage avec un rayon de fond insuffisant (concentration de contraintes dans un matériau sensible à la fatigue) et des spécifications de matériau ne faisant pas la distinction entre les grades 5 et 23 alors que l’application requiert un matériau de qualité implantable. Notre analyse DFM est incluse gratuitement dans le processus de devis.

Le titane est soudable, mais nécessite une protection par gaz inerte (argon) pendant et après le soudage afin d'éviter l'oxydation, même sur la face arrière de la soudure. Nous coordonnons le soudage par faisceau d'électrons (EBW) via notre réseau de partenaires pour les assemblages en titane où la contamination par soudage conventionnel est inacceptable. L'EBW est réalisé sous vide, produisant des soudures propres et étroites avec une zone affectée thermiquement minimale, ce qui est parfaitement adapté aux assemblages en titane de haute précision. Si vos pièces en titane nécessitent un assemblage après usinage, veuillez en discuter lors de la phase de conception pour la fabrication (DFM) afin qu'il soit pris en compte dans la séquence d'usinage et le plan dimensionnel.