Chemická a kryštalická štruktúra
Pri obrábaní titánu dochádza k špecifickému rozloženiu generovaného tepla, ktoré zásadne ovplyvňuje celý proces a výber vhodnej technológie. Na rozdiel od materiálov s vyššou tepelnou vodivosťou, ako sú oceľ alebo hliník, titán odvádza iba 10–15 % tepla do triesok, zatiaľ čo zvyšných 85–90 % zostáva v reznej zóne. Tento fenomén spôsobuje rýchly nárast teploty na kontaktných plochách medzi nástrojom a obrobkom, čo vedie k lokálnemu prehriatiu nástroja. Výsledkom je jeho výrazné opotrebovanie a vznik trhlín na reznej hrane. Zároveň sa zvyšuje riziko oxidácie povrchu titánu, čo môže negatívne ovplyvniť kvalitu a vlastnosti obrábaného dielu.
Fyzikálne vlastnosti
Hustota
Titan má hustotu približne 4,5 g/cm³, čo je výrazne menej ako hustota ocele (7,8 g/cm³).
Pevnosť
Titanové zliatiny dosahujú pevnosť v ťahu 900–1200 MPa, pričom si zachovávajú nízku hmotnosť.
Tepelná vodivosť
Nízka tepelná vodivosť (~15 W/mK) spôsobuje akumuláciu tepla pri CNC obrábaní titánu, čo kladie vysoké nároky na chladiace systémy.
Korózna odolnosť
Titan tvorí na svojom povrchu pasívnu vrstvu oxidu titaničitého (TiO₂), ktorá ho chráni pred koróziou, aj v agresívnych prostrediach, ako sú morská voda alebo kyseliny.
Mechanické vlastnosti
Titan je jedinečný konštrukčný materiál vďaka svojim výnimočným vlastnostiam. Jeho špecifická pevnosť, ktorá je v pomere k hmotnosti najvyššia spomedzi všetkých bežne používaných kovov, ho robí ideálnym pre aplikácie vyžadujúce vysoký výkon pri nízkej hmotnosti. Odolnosť voči únave zaručuje, že titanové zliatiny výborne zvládajú cyklické namáhanie, čo ich predurčuje na použitie v dynamicky zaťažovaných aplikáciách. Vďaka modulu pružnosti približne 110 GPa je titán pružnejší ako oceľ, čo je výhodné v situáciách, kde je potrebná vyššia odolnosť voči nárazom alebo vibráciám.
Výhody titánu pre priemyselné aplikácie
Titan je mimoriadne všestranný materiál vďaka svojim výnimočným vlastnostiam. Jeho vysoká pevnosť pri nízkej hmotnosti ho predurčuje na použitie v aplikáciách, kde je kritická redukcia hmotnosti, ako v leteckom a automobilovom priemysle, pričom zároveň prispieva k zníženiu spotreby paliva a zvýšeniu efektivity. Vďaka odolnosti voči korózii si zachováva svoju integritu aj v agresívnych chemických a morských prostrediach, čo predlžuje životnosť dielov a znižuje náklady na údržbu. Tepelná stabilita titánu umožňuje zachovať pevnosť a funkčnosť aj pri vysokých teplotách, čo ho robí ideálnym pre turbíny, výmenníky tepla a iné priemyselné zariadenia, ktoré pracujú v náročných podmienkach. Zároveň je titán známy svojou biokompatibilitou, pretože je netoxický a nereaguje s ľudským telom, čo z neho robí ideálny materiál pre zdravotnícke implantáty, ako sú kĺbové náhrady, zubné implantáty alebo chirurgické nástroje. Tieto jedinečné vlastnosti robia z titánu nepostrádateľný materiál v modernom priemysle a medicíne.
Príklady dielov z titánu
Letecký a kozmický priemysel
Turbínové lopatky
Zložité lopatky s precíznymi zakriveniami, ktoré optimalizujú prúdenie vzduchu a zvyšujú účinnosť motorov.
Senzorové držiaky
Malé držiaky s nepravidelnými tvarmi, ktoré musia odolávať vibráciám a extrémnym podmienkam.
Spojovacie časti štruktúr
Presné prvky s komplikovanými prechodmi a vysokou pevnosťou, ktoré vyžadujú presné obrábanie titánu.
Zdravotníctvo
Kĺbové implantáty
Anatomicky tvarované povrchy pre dokonalú biomechanickú kompatibilitu.
Zubné implantáty
Drobný závitový základ s presne opracovaným povrchom pre integráciu s kosťou.
Chirurgické nástroje
Miniatúrne nástroje s funkčnými drážkami pre vysokú presnosť.
Energetika
Dýzy turbín
Presné geometrie pre optimalizáciu prietoku pri vysokých tlakoch.
Rotorové komponenty
Drobný rotor pre mikroturbíny s vysokou rotačnou stabilitou.
Automobilový priemysel
Výfukové ventily
Presné ventily s tvarmi, ktoré znižujú prietokové straty a zvyšujú účinnosť motorov.
Časti turbodúchadiel
Zložité lopatky a kryty, ktoré kombinujú nízku hmotnosť a vysokú pevnosť.
Morský priemysel
Kryty sonarových zariadení
Chránia senzory pred agresívnym prostredím.
Spojovacie prvky
Nity a skrutky s vysokou odolnosťou voči koró
Náročnosť CNC obrábanie titánu
Spracovanie titánu si vyžaduje využitie špičkových strojov a pokročilých technológií, ktoré dokážu zabezpečiť vysokú presnosť a zároveň minimalizovať teplotné a mechanické zaťaženie počas obrábania. Keďže len máloktoré spoločnosti disponujú potrebným technickým vybavením a odborným know-how, efektívne a bezpečné obrábanie titánu zostáva výsadou špecializovaných firiem, ktoré sa na tento proces zameriavajú.
Naše riešenie...
Špičkové stroje a technológie
Naša spoločnosť patrí medzi niekoľko špecializovaných firiem, ktoré sa venujú obrábaniu titánu na najvyššej úrovni. Disponujeme najmodernejšími strojmi, medzi ktoré patrí aj Makino D200Z, známy svojimi výnimočnými vlastnosťami. Tento stroj umožňuje 5-osové simultánne obrábanie, ktoré je ideálne pre tvorbu zložitých geometrických tvarov. Vďaka vretenu s 30 000 ot./min. je vhodný na mikroobrábanie a jemné dokončovacie operácie, pričom jeho presnosť na úrovni mikrónov spĺňa aj tie najnáročnejšie tolerancie, čím zabezpečuje špičkovú kvalitu výsledných dielov.
Viac o technických výzvach obrábania titánu
Ak vás zaujímajú detailné informácie o náročnosti obrábania titánu a konkrétnych technológiách, ktoré tento proces umožňujú, odporúčame prečítať si náš článok: „CNC Obrábanie Titánu: Riešenia pre náročné aplikácie.“
Tento článok sa hlbšie venuje technickým aspektom a výhodám našich riešení. Kontaktujte nás, ak hľadáte spoľahlivého partnera, ktorý zvládne CNC obrábanie titánu na najvyššej úrovni presnosti a kvality.
