Svelare il prezzo reale del titanio e dell'acciaio

Quando l'acquirente ha confrontato i due preventivi è rimasta sbalordita. La lega di titanio Ti-6Al-4V è arrivata a \ $ 45 al chilogrammo mentre l'acciaio inossidabile 304 era solo \ $ 1.30 al chilogrammo.

Costi delle materie prime

Oltre il settanta percento del prezzo del titanio proviene dall'estrazione e dalla raffinazione del minerale. Il solo processo Kroll consuma circa quaranta kilowattora di elettricità e più di un chilogrammo di cloruro di magnesio per ogni chilogrammo di spugna di titanio.

Al contrario, la fusione dell'acciaio in un forno ad arco elettrico aggiunge meno di cinquanta centesimi di energia.

Energia e Rifusione

Il titanio richiede un secondo stadio di fusione in un forno ad arco sottovuoto. Questo passaggio aggiunge circa un dollaro di elettricità e circa otto dollari di ammortamento delle attrezzature per chilogrammo. L'acciaio di solito passa attraverso un ciclo di un singolo forno e i suoi costi energetici si registrano a malapena in confronto.

Spese di lavorazione

Il taglio del titanio richiede il doppio del tempo e consuma gli utensili due volte più velocemente. Per rimuovere un chilogrammo di titanio, un macchinista impiega una ventina di minuti a cinquanta dollari all'ora. La rimozione della stessa quantità di acciaio richiede dieci minuti a trenta dollari all'ora.

Manutenzione e riciclaggio

Le strutture in acciaio devono essere riverniciate ogni cinque anni per scongiurare la ruggine. Il conto della riverniciatura può arrivare a dollari al metro quadrato. Il titanio forma il proprio strato protettivo di ossido e raramente necessita di una manutenzione extra. Quando finalmente raggiunge la fine del ciclo di vita, il riciclaggio del titanio costa di più ma recupera quasi tutto il metallo.

Un esempio di telaio da corsa

Su un telaio da corsa, le parti in titanio partono da ottanta dollari al chilogrammo per il materiale e la lavorazione. Le parti in acciaio partono da una decina di dollari. Considerando un decennio di manutenzione e il risparmio di carburante derivante da un telaio più leggero, il costo netto del titanio può diminuire mentre il costo netto dell'acciaio aumenta.

Scegliere il materiale giusto

Se si costruiscono parti a breve termine e ad alte prestazioni come prototipi o impianti medici, il titanio spesso si ripaga rapidamente.

Quando si ha bisogno di grandi volumi con un budget limitato, si pensi alle travi da costruzione o agli alloggiamenti dei macchinari, l'acciaio rimane la scelta più conveniente.

La combinazione di entrambi nei progetti ibridi può catturare la forza dove è necessaria e il risparmio dove non lo è.