Usinagem Suíça de Peças em Liga de Titânio

Três fatores diferenciam o custo do titânio do aço inoxidável: (1) Vida útil das ferramentas. A usinabilidade do Ti-6Al-4V é aproximadamente 20% da do aço de usinagem livre 1212 — as pastilhas se desgastam de 5 a 10 vezes mais rápido do que no aço inoxidável 303. (2) Velocidade de corte. O titânio deve ser usinado a velocidades de corte significativamente menores para evitar o acúmulo de calor. Um corte mais lento significa tempos de ciclo mais longos na mesma máquina. (3) Requisitos de fluido de corte de alta pressão. O fluido de corte padrão por inundação é insuficiente para o titânio — é necessário um sistema de refrigeração com injeção direta de alta pressão (50 a 70 bar), o que exige capacidade específica da máquina. Somos transparentes quanto a esses custos: nossos orçamentos para titânio discriminam material, ferramentas, tempo de ciclo e acabamento separadamente, para que você possa ver exatamente o que influencia o preço.

Ambas as ligas são baseadas no mesmo material (6% de alumínio, 4% de vanádio), mas a liga Grau 23 ELI — Extra Baixo Intersticial — possui controles mais rigorosos em relação ao oxigênio (máximo de 0.13% vs. 0.20%), nitrogênio, carbono e ferro. Esses limites mais rígidos melhoram a tenacidade à fratura, a resistência à propagação de trincas por fadiga e a ductilidade em temperaturas mais baixas. A liga Grau 23, de acordo com a norma ASTM F136, é o padrão para dispositivos médicos implantáveis, nos quais o carregamento cíclico ao longo de anos de serviço torna a iniciação e a propagação de trincas críticas. Para peças estruturais aeroespaciais, a liga Grau 5 padrão geralmente é suficiente. Mantemos em estoque ou podemos adquirir ambas as ligas e aconselharemos na seleção durante a análise de DFM (Design for Manufacturing).

Sim. Após a usinagem, atingimos Ra ≤ 0.8 μm em superfícies de titânio. Com o eletropolimento, alcançamos Ra ≤ 0.2 μm. Para requisitos de textura da superfície do implante (como faixas específicas de Ra para osseointegração em corpos de implante), podemos coordenar jateamento controlado, ataque ácido ou eletropolimento para o perfil de textura especificado. Todo o acabamento é realizado com rastreabilidade de lote mantida, e fornecemos a documentação do processo de acabamento junto com o pacote de entrega. Observação: a verificação do acabamento superficial em titânio é realizada com nosso perfilômetro Mitutoyo 178-560 — não nos baseamos em avaliação visual.

Normalmente, usinamos de acordo com as seguintes normas: AMS 4928 (barra e tarugo de Ti-6Al-4V, aeroespacial), ASTM F136 (Ti-6Al-4V ELI para implantes cirúrgicos), ASTM F67 (titânio não ligado de grau 1, 2, 3 e 4 para implantes cirúrgicos), ASTM B265 (tiras, chapas e placas de titânio) e AMS 4931 (barra recozida de Ti-6Al-4V). Certificações de materiais rastreáveis ​​a essas normas são fornecidas com cada pedido. Se o seu desenho especificar um material que não esteja listado aqui, entre em contato conosco — verificaremos nossa capacidade de fornecimento antes de enviar uma cotação.

Utilizamos um analisador de fluorescência de raios X (XRF) Seiko SII SEA1000A em nossas instalações para realizar a identificação positiva do material em barras de titânio recebidas antes de entrarem na célula de usinagem. O XRF confirma se a composição elementar corresponde ao certificado da usina, detectando erros de composição que poderiam resultar em peças não conformes em aplicações críticas. Os registros de identificação positiva do material são mantidos junto com a documentação do lote e podem ser incluídos no pacote de entrega mediante solicitação.

Não há um mínimo fixo. Para peças de titânio em fase de desenvolvimento, é comum a produção de protótipos de 5 a 20 unidades, especialmente para clientes dos setores de dispositivos médicos e aeroespacial que precisam de protótipos iniciais antes de se comprometerem com a produção em larga escala. Para peças de produção em alto volume (milhares de unidades), o preço é proporcional. Como o titânio envolve custos significativos de material e de preparação de ferramentas, o preço unitário do protótipo é mais alto do que o preço da produção em larga escala — deixamos isso claro nos orçamentos para que você possa planejar seu orçamento de desenvolvimento corretamente.

Sim, e recomendamos fortemente para trabalhos em titânio. Problemas comuns de DFM (Design for Manufacturing) em titânio que aparecem nos desenhos incluem: tolerâncias especificadas em ±0.002 mm em elementos que não as exigem (aumentando o custo sem benefício em termos de qualidade), especificações de acabamento superficial mais rigorosas do que o necessário para a aplicação, roscas com raio de raiz insuficiente (concentração de tensão em um material sensível à fadiga) e especificações de material que não distinguem entre Grau 5 e Grau 23 quando a aplicação requer material de grau implante. Nossa revisão de DFM é oferecida gratuitamente como parte do processo de orçamento.

O titânio é soldável, mas requer proteção com gás inerte (argônio) durante e após a soldagem para evitar a oxidação — mesmo na parte de trás da solda. Coordenamos a soldagem por feixe de elétrons (EBW) por meio de nossa rede de parceiros para conjuntos de titânio onde a contaminação por soldagem convencional é inaceitável. A EBW é realizada a vácuo, produzindo soldas limpas e estreitas com zona afetada pelo calor mínima — ideal para conjuntos de titânio com tolerâncias rigorosas. Se suas peças de titânio exigirem união após a usinagem, discuta isso na fase de DFM (Design for Manufacturing) para que seja considerado na sequência de usinagem e no planejamento dimensional.