Componenti in lega di titanio lavorati a macchina svizzera

Tre fattori determinanti distinguono il titanio dall'acciaio inossidabile: (1) Durata degli utensili. La lavorabilità del Ti-6Al-4V è pari a circa il 20% di quella dell'acciaio ad alta lavorabilità 1212: gli inserti si usurano 5-10 volte più velocemente rispetto all'acciaio inossidabile 303. (2) Velocità di taglio. Il titanio deve essere lavorato a velocità superficiali significativamente inferiori per evitare l'accumulo di calore. Una velocità di taglio inferiore comporta tempi di ciclo più lunghi sulla stessa macchina. (3) Requisiti di refrigerante ad alta pressione. Il refrigerante a flusso continuo standard non è sufficiente per il titanio: è necessaria un'erogazione direzionale ad alta pressione (50-70 bar), che richiede specifiche capacità della macchina. Siamo trasparenti su questi costi: i nostri preventivi per il titanio elencano separatamente materiale, utensili, tempo di ciclo e finitura, in modo che possiate vedere esattamente cosa incide sul prezzo.

Entrambe le leghe sono di base identiche (6% alluminio, 4% vanadio), ma la lega ELI (Extra Low Interstitial) di grado 23 presenta controlli più rigorosi su ossigeno (max 0.13% contro 0.20%), azoto, carbonio e ferro. Questi limiti più stringenti migliorano la tenacità alla frattura, la resistenza alla propagazione delle cricche da fatica e la duttilità alle basse temperature. Il grado 23, secondo la norma ASTM F136, è lo standard per i dispositivi medici impiantabili, dove il carico ciclico per anni di utilizzo rende critici l'innesco e la propagazione delle cricche. Per i componenti strutturali aerospaziali, il grado 5 standard è generalmente sufficiente. Disponiamo a magazzino o possiamo reperire entrambi i gradi e vi consiglieremo sulla scelta migliore durante la fase di analisi DFM (Design for Manufacturing).

Sì. Con la lavorazione meccanica, otteniamo una rugosità superficiale Ra ≤ 0.8 μm sulle superfici in titanio. Con l'elettrolucidatura, raggiungiamo Ra ≤ 0.2 μm. Per i requisiti di texture superficiale degli impianti (come intervalli specifici di Ra per l'osteointegrazione sui corpi implantari), possiamo coordinare la sabbiatura controllata, la mordenzatura acida o l'elettrolucidatura per ottenere il profilo di texture specificato. Tutte le finiture vengono eseguite con tracciabilità del lotto e forniamo la documentazione del processo di finitura con il pacco di consegna. Nota: la verifica della finitura superficiale sul titanio viene eseguita con il nostro profilometro Mitutoyo 178-560; non ci affidiamo alla valutazione visiva.

Eseguiamo lavorazioni secondo le seguenti specifiche: AMS 4928 (barre e billette di Ti-6Al-4V, settore aerospaziale), ASTM F136 (Ti-6Al-4V ELI per impianti chirurgici), ASTM F67 (titanio non legato di grado 1, 2, 3, 4 per impianti chirurgici), ASTM B265 (nastri, lamiere e piastre di titanio), AMS 4931 (barre di Ti-6Al-4V ricotte). Le certificazioni dei materiali, riconducibili a queste norme, vengono fornite con ogni ordine. Se il vostro disegno richiede una specifica non presente in questo elenco, non esitate a contattarci: verificheremo la nostra capacità di reperire il materiale prima di formulare un preventivo.

Utilizziamo un analizzatore a fluorescenza a raggi X (XRF) Seiko SII SEA1000A in loco per eseguire l'identificazione positiva del materiale sulle barre di titanio in entrata prima che entrino nella cella di lavorazione. L'analisi XRF conferma che la composizione elementare corrisponde al certificato di fabbrica, individuando eventuali errori di classificazione che potrebbero altrimenti portare alla produzione di componenti non conformi in applicazioni critiche. I registri PMI vengono conservati insieme alla documentazione del lotto e possono essere inclusi nel pacchetto di consegna su richiesta.

Non esiste un quantitativo minimo fisso. Per i componenti in titanio in fase di sviluppo, le produzioni di prototipi da 5 a 20 pezzi sono comuni, soprattutto per i clienti del settore medicale e aerospaziale che necessitano di primi esemplari prima di impegnarsi nella produzione in serie. Per le produzioni ad alto volume (migliaia di pezzi), i prezzi vengono adeguati di conseguenza. Poiché il titanio comporta costi significativi per il materiale e l'allestimento degli stampi, il prezzo unitario per i prototipi è superiore a quello per la produzione in serie: questo aspetto viene esplicitato nei preventivi, in modo che possiate pianificare correttamente il vostro budget di sviluppo.

Sì, e lo consigliamo vivamente per le lavorazioni in titanio. I problemi di progettazione per la producibilità (DFM) del titanio che si riscontrano comunemente nei disegni includono: tolleranze specificate a ±0.002 mm su elementi che non lo richiedono (con conseguente aumento dei costi senza benefici in termini di qualità), specifiche di finitura superficiale più stringenti di quanto richiesto dall'applicazione, filettature con raggio di curvatura insufficiente (concentrazione di stress in un materiale sensibile alla fatica) e specifiche del materiale che non distinguono tra Grado 5 e Grado 23 quando l'applicazione richiede materiale di grado implantare. La nostra analisi DFM è fornita gratuitamente nell'ambito del processo di preventivazione.

Il titanio è saldabile, ma richiede una protezione con gas inerte (argon) durante e dopo la saldatura per prevenire l'ossidazione, anche sul lato posteriore della saldatura. Coordiniamo la saldatura a fascio di elettroni (EBW) attraverso la nostra rete di partner per gli assemblaggi in titanio in cui la contaminazione derivante dalla saldatura convenzionale è inaccettabile. La saldatura EBW viene eseguita sottovuoto, producendo saldature pulite e strette con una zona termicamente alterata minima, ideale per assemblaggi in titanio con tolleranze ristrette. Se i vostri componenti in titanio richiedono un'unione post-lavorazione, discutetene in fase di progettazione per la producibilità (DFM) in modo che venga presa in considerazione nella sequenza di lavorazione e nel piano dimensionale.