Leggero, resistente e biocompatibile:
il titanio piace
Presente in natura, ma raramente nella sua forma più pura, l'estrazione del titanio è legata ad un complesso processo produttivo. Ciò rende il titanio un prodotto costoso ed esclusivo, ma vi sono caratteristiche che lo rendono l’elemento tutt'oggi più ambito nel settore industriale. Con un alto coefficiente alla dilatazione nella sua forma più pura, molto robusto anche a bassa densità (60% rispetto all'acciaio), il titanio è resistente sia alla corrosione sia al calore. Anche la compatibilità a contatto con il corpo umano è eccezionale.
Si fa distinzione tra due categorie principali: le leghe di titanio, in cui il titanio è legato con altri metalli, e il titanio puro, che contiene solo una piccola percentuale di impurità.
Le proprietà
Leghe di titanio (grado 5 e superiori)
- Esempio di materiale: TiAl6V4 (3.7165)
- Protezione dalla corrosione: alta
- Resistenza agli acidi: buona
- Buone proprietà meccaniche (resistenza alla trazione)
- Tenacità: alta anche a basse temperature
- Densità specifica: bassa
- Conducibilità termica: bassa
- Non magnetico
- Biocompatibilità: molto buona
- Lavorabilità: medio-difficile
- Principali campi di applicazione: Orologeria e gioielleria, tecnologia medica, aerospaziale, turbine, sport motoristici
- Costo materiale: alto
Titanio puro (grado 1-4)
- Esempio di materiale: Grado 2 (3.7035)
- Protezione dalla corrosione: alta
- Resistenza agli acidi: buona
- Buone proprietà meccaniche (resistenza alla trazione)
- Tenacità: alta anche a basse temperature
- Densità specifica: bassa
- Conducibilità termica: bassa
- Non magnetico
- Biocompatibilità: eccellente
- Lavorabilità: difficile
- Principali campi di applicazione: tecnologia medica (impianti per osteosintesi), aerospaziale, orologeria e gioielleria
- Costo materiale: alto
La sfida
In tutte le leghe di titanio (puro o legato), la scarsa conducibilità termica rappresenta una delle principali sfide. Il calore generato durante la lavorazione rimane nell'utensile, i taglienti si surriscaldano e il rischio di una loro scheggiatura è alta. A risentirne sono la durata di vita e la sicurezza di processo dell'utensile.
Ma per ottenere buoni prestazioni di taglio non si può trascurare nemmeno la questione "raffreddamento". Il raffreddamento è doppiamente importante poiché il titanio, a pressioni elevate o temperature superiori a 300° (reagisce con carbonio, ossigeno e azoto), inizia a prendere fuoco. Questo rischio è ancor più elevato in caso di interruzione della lubrificazione. L'elevata elasticità riveste una certa importanza soprattutto nel titanio puro (grado 1-4): richiede una forza di taglio elevata e causa un'elevata pressione sui taglienti. I trucioli non si staccano, rimangono inceppati e si incollano. In questo caso sarebbero opportuni taglienti affilati, ma ciò comporta un'elevata usura e un alto rischio di scheggiatura di questi ultimi.
La soluzione
La lubrificazione
- Come per la lavorazione degli acciai inossidabili, la lubrificazione è il fattore essenziale che determina il successo nella lavorazione del titanio. È la migliore garanzia per evitare un surriscaldamento dei taglienti dell'utensile. Nei prodotti "Crazy" di Mikron Tool, quando possibile, la lubrificazione è interna all'utensile, con fori di lubrificazione fino al vertice della punta o attraverso il gambo con la fuoriuscita del lubrificante dal cono.
Il metallo duro
- I metalli duri utilizzati da Mikron Tool per la lavorazione dell'acciaio inox sono resistenti agli shock termici e allo stesso tempo hanno un'alta resistenza alla flessione e alla rottura.
La geometria
- La geometria è definita in modo che non siano necessarie elevate forze di taglio, che l'utensile goda di elevata stabilità e che i taglienti garantiscano una buona rottura dei trucioli e un'altrettanto efficace rimozione dalla zona di taglio.
Il rivestimento
- La maggior parte dei prodotti è dotata di un rivestimento resistente alla temperatura e all'ossidazione, caratterizzato da un'elevata resistenza all'usura e ad un basso coefficiente di adesione ai metalli. Un'eccezione è la punta per la microforatura profonda CrazyDrill Flex, che può fare a meno del rivestimento grazie alla sua geometria pensata per il titanio.
Il processo di lavorazione
- Il processo di lavorazione raccomandato da Mikron Tool è sempre basato sui risultati di test pratici, incentrati sul raggiungimento del miglior rapporto possibile tra tempo di lavorazione, sicurezza di processo e durata di vita. In concreto ciò comporta elevate velocità di taglio e di avanzamento, che garantiscono un buon raffreddamento dei taglienti e, allo stesso tempo, un buon deflusso dei trucioli.
Le applicazioni
- Industria aerospaziale: parti del motore
- Energia: turbine, ventola per turbo
- Tecnologia medicale: impianti per osteosintesi, viti per ortopedia
- Odontotecnica: impianti, protesi dentali
- Orologeria e gioielleria: casse per orologi, maglie per cinturini
- Industria chimica: tubazioni e serbatoi
- Industria automobilistica: parti di motore, in particolare nel mondo della competizione
Esempi di applicazione
Tecnologia medicale
- Con CrazyDrill Flex Titanium
Cannula di aspirazione per chirurgia oculare (ad es. foratura profonda Ø 0.6 mm (.0024”) / profondità 30 mm (1.181”) in titanio grado 5, TiAl6V4)
- Con CrazyMill Cool
Impianti (ad es. fresatura di lamina ossea Ø 3.5 mm (.138”) in titanio puro grado 2)
Viti per ortopedia (ad es. foratura centrale nel nucleo di ossificazione Ø 2 mm (.0787”) / profondità 60 mm (2.362”) in lega di titanio grado 5)
Pinze chirurgiche (es. sbavatura posteriore testa Ø 4.6 mm (.181”) in lega di titanio grado 5)
Odontotecnica
Impianti dentali (ad es. fresatura di scanalatura con speciale utensile per fresatura a raffreddamento interno)
Settore dell’energia / turbine
Ventola per turbo (ad es. fresatura Ø 2 mm (.0878”) in titanio grado 5)
Industria aerospaziale
Pezzo centrale carrello (ad es. alesatura in vari diametri / profondità 60 mm (2.362”) in titanio grado 6)
Elettronica
- Con utensile di microforatura personalizzata
Supporto per fibra ottica (ad es. micro foratura Ø 0.127 mm (.005”) / profondità 1.27 mm (.049”) in lega di titanio grado 5)
I prodotti
Mikron Tool offre una gamma di utensili standardizzati, specificatamente progettati per la lavorazione dei cosiddetti materiali difficili e adatti alla lavorazione di titanio e leghe di titanio. Numerose sono anche le varianti di utensili speciali in metallo duro quali utensili per forare, punte a gradino, utensili per la fresatura, alesatori, utensili di sbavatura, utensili di tornitura, utensili di brocciatura e utensili multifunzionali
- Centratura in diametri compresi tra 0.3 mm e 6 mm (.0118” e .236”), utensile di centratura a lubrificazione interna
- Foratura di pilotaggio in diametri compresi tra 0.1 e 1.2 mm (.0039” e .0472”), profondità 3 x d
- Foratura di pilotaggio in diametri compresi tra 0.4 e 6.35 mm (.0157” e .25”), profondità 2 x d
- Foratura pilota su piani inclinati in diametri compresi tra 0.4 e 6.35 mm (.0157” e .25”)
- Foratura in diametri compresi tra 0.4 e 6.35 mm (.0157” e .25”), profondità 7 x d
- Foratura profonda in diametri compresi tra 1 e 6 mm (.0393” e .236”), profondità fino a 40 x d, punta a lubrificazione interna
- Micro foratura profonda in diametri compresi tra 0.1 e 1.2 mm (.0039” e .0472”), profondità fino a 50 x d, punta a lubrificazione interna
- Fresatura di cave, bordi e tasche in diametri compresi tra 0.3 e 8 mm (.0118” e .315”), profondità fino a 5 x d, fresa a lubrificazione interna
CrazyMill Cool Cilindrica & Torica
- Fresatura di copiatura e contornatura in diametri compresi tra 0.3 e 8 mm (.0118“ e .315“), profondità fino a 5 x d, fresa a lubrificazione interna
- Entrare nel materiale verticalmente fino a 1 x d, fresa a tuffo in diametri compresi tra 1 e 8 mm (.039” - .315”), profondità fino a 2.5 x d, fresa a lubrificazione interna
- Smussatura e sbavatura in tiro e in spinta, in diametri compresi tra 0.4 e 6 mm (.0157” e .236”)
- Utensili personalizzati in diametri compresi tra 0.1 mm e 32 mm (.0039” e 1.259”)
Altri utensili della linea Crazy, a seconda dell'utilizzo, sono adatti alla lavorazione di titanio e leghe di titanio. Contattaci qui per ricevere ulteriori informazioni su queste possibilità.