Dévoilement du prix réel du titane et de l’acier

Lorsque l’acheteuse a comparé les deux devis, elle a été stupéfaite. L’alliage de titane Ti-6Al-4V était à 45 $ le kilogramme tandis que l’acier inoxydable 304 n’était que à 1,30 $ le kilogramme.

Coûts des matières premières

Plus de soixante-dix pour cent du prix du titane provient de l’extraction et du raffinage du minerai. Le procédé Kroll consomme à lui seul une quarantaine de kilowattheures d’électricité et plus d’un kilogramme de chlorure de magnésium pour chaque kilogramme d’éponge de titane.

En revanche, la fusion de l’acier dans un four à arc électrique ajoute moins de cinquante cents aux coûts d’énergie.

Énergie et refonte

Le titane nécessite une deuxième étape de fusion dans un four à arc sous vide. Cette mesure ajoute environ un dollar en électricité et environ huit dollars en amortissement de l’équipement par kilogramme. L’acier passe généralement par un seul cycle de four, et ses coûts énergétiques sont à peine enregistrés en comparaison.

Frais d’usinage

La coupe du titane prend deux fois plus de temps et use les outils deux fois plus vite. Pour enlever un kilogramme de titane, un machiniste passe une vingtaine de minutes à cinquante dollars de l’heure. Enlever la même quantité d’acier prend dix minutes à trente dollars de l’heure.

Maintenance et recyclage

Les structures en acier doivent être recouvertes tous les cinq ans pour éviter la rouille. La facture de peinture peut s’élever en dollars par mètre carré. Le titane forme sa propre couche d’oxyde protectrice et a rarement besoin d’un entretien supplémentaire. Lorsqu’il arrive enfin en fin de vie, le recyclage du titane coûte plus cher mais récupère la quasi-totalité du métal.

Un exemple de châssis de course

Sur un châssis de course, les pièces en titane commencent à quatre-vingts dollars le kilogramme pour la matière et l’usinage. Les pièces en acier commencent autour de dix dollars. Si l’on tient compte d’une décennie d’entretien et des économies de carburant réalisées grâce à un châssis plus léger, le coût net du titane peut baisser tandis que le coût net de l’acier augmente.

Choisir le bon matériau

Si vous construisez des pièces à court terme et à haute performance, comme des prototypes ou des implants médicaux, le titane est souvent rapidement rentabilisé.

Lorsque vous avez besoin de gros volumes avec un budget serré (poutres de construction ou carters de machinerie), l’acier reste le choix le plus rentable.

En combinant les deux dans des conceptions hybrides, vous pouvez capturer la force là où elle est nécessaire et les économies là où elle ne l’est pas.