Desvelando el precio real del titanio y el acero

Cuando la compradora comparó las dos cotizaciones, se quedó atónita. La aleación de titanio Ti-6Al-4V costó 45 dólares por kilogramo, mientras que el acero inoxidable 304 costó solo 1,30 dólares por kilogramo.

Costos de materias primas

Más del setenta por ciento del precio del titanio proviene de la extracción y refinación del mineral. Solo el proceso Kroll consume unos cuarenta kilovatios-hora de electricidad y más de un kilogramo de cloruro de magnesio por cada kilogramo de titanio esponjoso.

Por el contrario, fundir acero en un horno de arco eléctrico agrega menos de cincuenta centavos en costos de energía.

Energía y refundición

El titanio requiere una segunda etapa de fusión en un horno de arco al vacío. Ese paso agrega aproximadamente un dólar en electricidad y alrededor de ocho dólares en depreciación de equipos por kilogramo. El acero suele pasar por un solo ciclo de horno, y sus costes energéticos apenas se registran en comparación.

Gastos de mecanizado

El corte de titanio lleva el doble de tiempo y desgasta las herramientas dos veces más rápido. Para extraer un kilogramo de titanio, un maquinista emplea unos veinte minutos a cincuenta dólares por hora. Retirar la misma cantidad de acero lleva diez minutos, a treinta dólares la hora.

Mantenimiento y reciclaje

Las estructuras de acero necesitan un recubrimiento cada cinco años para protegerse de la oxidación. La factura del repintado puede ascender a dólares por metro cuadrado. El titanio forma su propia capa protectora de óxido y rara vez necesita mantenimiento adicional. Cuando finalmente llega al final de su vida útil, el reciclaje del titanio cuesta más, pero recupera casi todo el metal.

Un ejemplo de chasis de carreras

En un chasis de carreras, las piezas de titanio comienzan en ochenta dólares por kilogramo para material y mecanizado. Las piezas de acero comienzan alrededor de diez dólares. Si se tiene en cuenta una década de mantenimiento y el ahorro de combustible de un bastidor más ligero, el coste neto del titanio puede caer mientras que el coste neto del acero aumenta.

Elegir el material adecuado

Si construyes piezas de alto rendimiento a corto plazo, como prototipos o implantes médicos, el titanio suele amortizarse rápidamente.

Cuando necesita grandes volúmenes con un presupuesto ajustado, piense en vigas de construcción o carcasas de maquinaria, el acero sigue siendo la opción rentable.

La combinación de ambos en diseños híbridos puede capturar fuerza donde se necesita y ahorros donde no lo es.