Titanyum Nasıl Kesilir?

Titanyum, mükemmel güç-ağırlık oranı, korozyon direnci ve yüksek dayanıklılığı nedeniyle havacılık, tıp, otomotiv ve kimya endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, titanyum aynı zamanda işlenmesi en zor metallerden biri olarak kabul edilir.

Takım aşınmasından ısı yönetimine kadar, titanyum kesme işlemi ekipman ve süreçlere çok yüksek talepler getirir.

Titanyum alaşımlarını kesmenin zorlukları

• Titanyumun fiziksel ve kimyasal özellikleri, yüksek işleme zorluğunu belirler. Yaygın zorluklar şunları içerir:
• Kesme sırasında, ısı kesme kenarında yoğunlaşarak kolayca malzeme deformasyonuna veya yanmaya neden olurken takım aşınmasını hızlandırır.
• Sıradan aletler kolayca köreldiği ve hatta kırıldığı için alet ve ekipmanlara daha fazla talep uygulanır.
• Kesme sırasında titanyum, havadaki oksijen veya nitrojen ile reaksiyona girme eğilimindedir, bu da yüzey kalitesini ve müteakip kaynak performansını etkiler.
• Kesme uygun değilse, kesme alanındaki sertlik artar ve sonraki işlemleri daha zor hale getirir.

Titanyum kesmek için yaygın yöntemler

Şerit testere kesme

Şerit testere kesimi, en yaygın geleneksel mekanik kesme yöntemidir. Dişli testere bıçağı kullanarak titanyumu fiziksel olarak keser ve büyük boyutlar, ön segmentasyon veya kaba işleme malzemeleri için uygundur.

Şerit testere kesimi, düşük maliyet ve güçlü çok yönlülük avantajlarına sahiptir. Kaba işleme ve ön kesim uygulamaları için uygundur. Minimum malzeme kaybı ve kolay kullanım ile, düşük hassasiyet gereksinimleriyle ilk kesime uyar.

Bununla birlikte, daha yavaş kesme hızı, pürüzlü kesim kenarları ve daha düşük doğruluk (yaklaşık ±0,5 mm tolerans) dahil olmak üzere dezavantajları da açıktır. Genellikle, hassasiyeti artırmak için sonraki CNC veya frezeleme işlemlerine ihtiyaç duyulur.

Titanyum çubukların, dövme parçaların ve kalın plakaların (20 mm'den fazla) ön işlenmesi için uygundur. Yaygın kullanımlar arasında titanyum külçelerin kaba işlenmesi, iş parçası kesimi ve ilk atölye kesimi yer alır.

Lazer kesim

Lazer kesim, titanyum yüzeye odaklanan yüksek enerjili bir lazer ışını kullanır ve yerel erime ve buharlaşmaya neden olur. Yüksek basınçlı yardımcı gaz ile birlikte, ince plakalar ve karmaşık şekiller için uygun olan yüksek hassasiyetli kesim sağlar.

Lazer kesimin avantajları arasında yüksek hassasiyet (tipik olarak ±0,05 mm), temiz kesim kenarları ve dar çentik (0,2 mm'den az) bulunur. Karmaşık yapıların yüksek verimli, büyük hacimli işlenmesi için idealdir.

Özellikle havacılık, tıp ve tüketici elektroniği alanlarındaki ince duvarlı titanyum ürünler için uygundur.

Bununla birlikte, kaynak öncesi kenar performansını etkileyebileceğinden, ısıdan etkilenen bölgesi göz ardı edilemez. Ayrıca kalın plakaları (6 mm'den fazla) kesmek için uygun değildir ve yüksek bir başlangıç ekipman maliyetine sahiptir.

Lazer kesim, titanyum ince plakalar (≤6 mm) ve karmaşık şekillere sahip küçük parçalar için uygundur. Yaygın uygulamalar arasında tıbbi implant kabukları, ince duvarlı braketler ve yüksek hassasiyet gerektiren havacılık parça şablonları bulunur.

Su jeti ile kesim

Su jeti kesimi, soğuk kesim yapmak için granat aşındırıcı ile karıştırılmış ultra yüksek basınçlı bir su akışı kullanır ve ısıdan etkilenen bölge oluşturmaz. Sıkı yüzey ve malzeme özelliği gereksinimleri ile titanyum alaşımı işleme için uygundur.

Su jeti ile kesimin ısıdan etkilenen bölgesi (HAZ) yoktur ve 100 mm kalınlığa kadar titanyumu kesebilir. Oksidasyon, deformasyon veya stres konsantrasyonuna izin verilmeyen uygulamalar için idealdir.

Kesme doğruluğu sabittir (±0,1 mm ve mükemmel ekipmanla ±0,05 mm'ye ulaşabilir) ve neredeyse malzeme özelliklerini değiştirmez.

Bununla birlikte, kesme hızı nispeten yavaştır, işletme maliyetleri yüksektir (aşındırıcı tüketim nedeniyle) ve kesilmiş kenarlar genellikle taşlama veya pah kırma gerektirir.

Orta ila kalın titanyum plakalar (≥6 mm), kompozitler ve düzensiz şekiller için uygundur. Havacılıkta yaygın olarak kullanılmaktadır kalın plaka yapıları, tıbbi cihaz plakaları, ve ısı eşanjörleri için titanyum plakalar.

Plazma kesim

Plazma kesme, metali anında eritmek ve üflemek için yüksek sıcaklıkta iyonize bir ark kullanır. Endüstriyel sınıf titanyum plakaların hızlı kesimi için uygun yüksek hızlı bir termal kesme yöntemidir.

Plazma kesimi hızlı ve makul fiyatlıdır. Endüstriyel toplu kesim için yaygın olarak kullanılan verimli kesme yöntemlerinden biridir ve özellikle düşük hassasiyet gereksinimlerine sahip büyük titanyum plakalar için uygundur.

Bununla birlikte, dezavantajları açıktır: düşük kesme hassasiyeti (±0,5 mm), pürüzlü kesim kenarları ve ısıdan ciddi şekilde etkilenen bölgeler. Kenarlar genellikle renk bozulması, cüruf ve oksit tabakaları gösterir, bu da onu sonraki kaynak veya hassas montaj için uygun hale getirmez.

Mühendislik destek plakalarını, kimyasal ekipman kabuklarını ve endüstriyel sınıf titanyum plakaları kesmek için yaygın olarak kullanılan orta ila kalın titanyum plakalar ve yapısal plakalar (≥6 mm) için uygundur.

Elektrik deşarj teli kesme

Tel kesme, titanyum parçalardaki malzemeyi aşındıran elektrik kıvılcımları oluşturmak için ince bir metal tel kullanır ve son derece yüksek hassasiyetli, temassız işleme sağlar. Özellikle yüksek sertlik ve karmaşık yapılar için uygundur.

Tel kesme çok yüksek hassasiyete sahiptir (tipik olarak ±0,01 mm ve hassas koşullarda ±0,005 mm'ye ulaşabilir). Titanyum alaşımlarında mekanik yöntemlerle elde edilmesi zor olan konturları, ince delikleri veya keskin açıları işleyebilir.

İşlem mekanik stres üretmez ve deformasyon olası değildir. Bununla birlikte, işleme hızı yavaştır ve yalnızca iletken malzemeler için uygundur. Ekipman işletimi ve işçilik maliyetleri yüksektir, bu da onu büyük hacimli sıradan kesme ihtiyaçları için uygun hale getirmez.

Hassas küçük titanyum parçalar, kalıplar ve karmaşık kontur parçaları için uygundur. Tipik uygulamalar arasında tıbbi implantların hassas bileşenleri, havacılık ve uzay yüksek hassasiyetli slot yapıları ve küçük, karmaşık kontur işleme yer alır.

CNC işleme

CNC, karmaşık şekilleri frezeleme, delme, kanal açma ve işleme yeteneğine sahip bir bilgisayarlı sayısal kontrol kesme yöntemidir. Özellikle üç boyutlu yapılar ve çok boyutlu hassas parçalar için uygundur.

CNC işleme mükemmel hassasiyet sunar (genellikle ±0,01 mm, beş eksenli ekipman ±0,005 mm'ye ulaşır). Şekillendirmede esnektir, çok boyutlu yüzeyler, karmaşık geometriler ve yapısal olarak optimize edilmiş bileşenler için uygundur.

Dişlerin, deliklerin, pahların ve daha fazlasının tek seferlik şekillendirilmesini destekler. Bununla birlikte, titanyumun yüksek sertliği ve zayıf termal iletkenliği nedeniyle aletler hızla aşınır. Özel kaplamalı aletler gereklidir ve hem ekipman hem de işçilik maliyetleri nispeten yüksektir.

Çeşitli özel titanyum parçalar, hassas yapılar ve ince duvarlı özel şekilli parçalar için uygundur. Tipik uygulamalar arasında havacılık ve uzay motoru bileşenleri, egzoz borusu dirsekleri ve yüksek hassasiyetli titanyum braketler bulunur.

Manuel kesim

Manuel kesim, en temel titanyum işleme yöntemidir. Geleneksel olarak demir testereleri, makaslar, açılı taşlama makineleri veya taşlama taşları gibi el tipi aletler kullanılır. Büyük ekipmanlara dayanmaz, kullanımı kolaydır ve küçük projelerde, bakım sahalarında veya erken prototip üretiminde yaygın olarak kullanılır.

Manuel kesimin en büyük avantajları yüksek esneklik, düşük maliyet ve taşınabilir ekipmandır. Şantiyeler, laboratuvar numunesi yapımı, kendin yap projeleri ve diğer endüstriyel olmayan senaryolar için uygundur.

Yüksek hassasiyet gerektirmeyen tek veya küçük miktarlardaki titanyumlar için hızlı ve pratik bir yöntemdir. Bununla birlikte, manuel kesim genellikle tutarlılık ve doğruluktan yoksundur. Tipik toleranslar ±1 mm veya daha fazlasına ulaşabilir. Kenarlar pürüzlüdür ve ısıda renk değişikliği gösterebilir. Toplu üretim veya sıkı boyut kontrol gereksinimlerini karşılayamaz.

Titanyum borular, küçük titanyum plakalar ve kurulum sahalarında bileşen ayarlamaları için uygundur. Tipik uygulamalar arasında mühendislik sahalarında boru hattı kurulumu, inşaat sırasında ayarlamalar, geçici kesme ve düzeltme ve kendin yap projelerinde titanyum işleme yer alır.

Titanyum alaşımını başarılı bir şekilde kesmek için ipuçları

Düşük kesme hızı, ısı girişini en aza indirebilir, malzeme deformasyon olasılığını azaltabilir ve malzemenin mekanik özelliklerini koruyabilir.

Yüksek bir ilerleme hızı uygulanmalıdır. Yüksek ilerleme hızı, takımın malzeme üzerinde kalma süresini en aza indirir, bu da işleme verimliliğini en üst düzeye çıkarır ve takım aşınmasını azaltır.

Bol kesme sıvısı kullanın. Yeterli kesme sıvısı, yağlama ve soğutmaya yardımcı olur, takım ömrünü uzatır ve aşırı ısınmayı en aza indirir.

Gerektiğinde keskin aletler kullanın ve değiştirin. Zamanında değiştirme, tutarlı işleme kalitesini korurken, keskin aletler doğru kesim sağlar ve aşırı sürtünmeyi ortadan kaldırır.

Alet ile iş parçası arasındaki temastan kaynaklanan hasarlardan kaçının. Sürekli besleme, ısı birikimini önler, takım bütünlüğünü korur ve iş parçasının hasar görmesini önler.

Doğru titanyum kesme yöntemi nasıl seçilir?

Doğru titanyum kesme işlemini seçmek, malzeme kalınlığını, üretim hacmini ve hassasiyet gereksinimlerini göz önünde bulundurmayı gerektirir. Aşağıda birkaç tipik uygulama senaryosu için önerilen çözümler verilmiştir:

İnce levha vs kalın levha

Kalınlığı 6 milimetre veya daha az olan titanyum plakalar için fiber lazer kesim veya CNC hassas frezeleme önerilir. Lazer kesim, temiz kenarlar, minimum deformasyon ve hızlı hız sunar. Kesme doğruluğu genellikle ±0,05 mm içinde kontrol edilir. Kabuklar, braketler ve tıbbi titanyum levhalar gibi ince duvarlı parçalar için yaygın olarak kullanılır.

Titanyum kalınlığı 6 milimetreyi aştığında su jeti kesim veya şerit testere kesim önerilir. Su jeti ile kesme, malzemenin aşırı ısınmasına veya deformasyonuna neden olmayan soğuk bir kesme işlemidir. Isıya duyarlı titanyum yapılar veya ısıdan etkilenen bölgeler gerektirmeyen yapılar için uygundur. Şerit testere kesimi, külçelerin veya büyük plakaların ilk kesilmesi ve kesilmesi gibi kaba işleme senaryoları için daha uygundur.

Titanyum çubukların kesilmesi

Titanyum çubuklar yüksek mukavemete ve iyi tokluğa sahiptir. İşleme sırasında büyük miktarda ısı üretirler ve önemli takım aşınmasına neden olurlar. Yaygın kesme yöntemleri arasında çelik testere kesme, aşındırıcı tekerlek testeresi, şerit testere kesme ve plazma kesme bulunur. Bunlar arasında, şerit testere ve aşındırıcı tekerlek kesme en yaygın kullanılanlardır ve çeşitli ebat ve partilerdeki titanyum çubukları kesmek için uygundur.

Kesme sırasında yüksek sıcaklıkların neden olduğu mikro yapısal değişiklikleri önlemek için, soğutuculardan veya yağlayıcılardan ısı birikimini en aza indirmek ve kesme sıcaklığını kontrol etmek önemlidir. Titanyum çubukların yapısal stabilitesini korumak için düşük hızlı ve hafif basınçlı bir kesme stratejisi önerilir. Bu, kesimden sonra iyi boyutsal düzlük ve düzlük sağlayarak sonraki hassas işlemeyi veya kaynak yapmayı kolaylaştırır.

Titanyum tüp kesme

İçi boş silindirik bir yapı olan titanyum borular, sıvı ve gaz dağıtım sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır, bu nedenle kesimin düzlük, dikeylik ve deformasyonsuz gereksinimleri çok yüksektir. Yaygın titanyum boru kesme yöntemleri arasında aşındırıcı kesme, şerit testere kesme ve özel boru kesme makinelerinin kullanımı yer alır. Ekipman seçimi, uygun kesme işlemine uyacak şekilde borunun çapına, duvar kalınlığına, miktarına ve hassasiyet gereksinimlerine dayanmalıdır.

Gerçek çalışmada, kesme sürtünmesini azaltmak ve aşırı ısınma nedeniyle malzeme deformasyonunu veya bıçak çatlamasını önlemek için uygun yağlayıcılar kullanılmalıdır. Aynı zamanda, ani darbeyi önlemek için sabit ve düzgün bir kesme basıncı uygulanmalıdır. Bu, kesme yüzeyinin çapak ve çökme içermemesini sağlar, bu da titanyum borunun sonraki kaynak veya yerleştirme sırasında sıkı uyum ve yapısal sızdırmazlık elde etmesini kolaylaştırır.

Küçük parti vs seri üretim

Küçük bir miktarı işlemeniz gerekiyorsa veya ürün prototiplemesi yapıyorsanız, CNC işleme veya elektrik deşarjı işleme (EDM) önerilir. Her iki yöntem de karmaşık şekillerin küçük partiler halinde hassas bir şekilde işlenmesi için çok uygundur. Özellikle ±0,005 mm'ye kadar kesme hassasiyeti elde edebilen EDM, medikal, kalıp ve havacılık alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Seri üretim için lazer kesim daha iyi verimlilik ve maliyet avantajları sunar. Otomatik kontrolü ve hızlı kesme hızını destekleyerek tekrarlayan iş parçalarını işlemek için uygun hale getirir. Yüksek hassasiyet gerekmiyorsa ve sadece hızlı kesme gerekiyorsa, maliyetleri azaltmak için şerit testere veya plazma kesme seçilebilir.

Yüksek hassasiyet ve standart hassasiyet

Bir proje son derece yüksek boyutsal doğruluk gerektirdiğinde (±0,01 mm gibi), EDM tel kesme veya beş eksenli CNC işleme önerilir. Bu işlemler çok yüksek hassasiyet sağlar ve kesme kuvvetleri veya termal etkilerin neden olduğu iş parçası deformasyonunu önler. Havacılık çerçeve bileşenleri veya tıbbi implantlar gibi yüksek katma değerli titanyum parçaların üretiminde yaygın olarak kullanılırlar.

İş parçanız yalnızca genel montaj veya konumlandırma içinse ve boyutsal doğruluk gereksinimleri ±0,1 mm civarındaysa, lazer kesim, su jeti kesim veya şerit testere kesimi seçilebilir. Lazer kesim, ince bitmiş plakalar için uygundur, su jeti, kalın plakaların ısısız kesimi için idealdir ve şerit testere, erken malzeme hazırlama aşamalarında kaba kesim için daha iyidir.

Chalco'nun titanyum kesme yetenekleri ve hizmetleri

Titanyum malzemeleri kesmek, yalnızca malzemenin kendisinin fiziksel özelliklerini anlamayı değil, aynı zamanda gelişmiş ekipmana, hassas proses kontrolüne ve zengin işleme deneyimine güvenmeyi de gerektirir. Chalco, titanyum ve titanyum alaşımlı ürünler için derin işleme hizmetlerine odaklanarak çeşitli formlar (titanyum çubuklar, titanyum plakalar, titanyum borular) ve farklı uygulamalar için özelleştirilmiş kesme çözümleri sunar.

İster yüksek hassasiyetli karmaşık yapısal parçalara ister büyük ölçekli endüstriyel malzemelere ihtiyacınız olsun, havacılık, medikal, otomotiv, kimya ve diğer endüstrilerde titanyum işlemenin katı kalite ve teslimat gereksinimlerini karşılamak için hızlı yanıt, hassas işleme ve güvenilir teslimat dahil olmak üzere kapsamlı hizmetler sunuyoruz.

Gelişmiş titanyum kesme ekipmanları

Chalco, yüksek güçlü fiber lazer kesim makinelerini, yüksek hassasiyetli su jeti sistemlerini, CNC işleme merkezlerini, EDM tel kesme ve endüstriyel sınıf şerit testere sistemlerini kapsayan çok sayıda profesyonel titanyum işleme ekipmanı seti ile donatılmıştır. Dengeli bir verimlilik ve hassasiyet sağlamak için malzeme türlerine (titanyum çubuklar, plakalar, borular), boyutlara ve kesme gereksinimlerine göre en uygun proses kombinasyonlarını esnek bir şekilde seçiyoruz.

Özelleştirilmiş kesme hizmetleri desteklenir

Çizimlere göre işleme, belirtilen uzunluklarda kesme ve özel şekillerin kontur kesimi gibi kişiselleştirilmiş özelleştirmeler sunuyoruz. Müşteriler çizimleri CAD, PDF, STEP ve diğer formatlarda sağlayabilir. Malzeme özelliklerine ve yapısal gereksinimlere bağlı olarak, kesme sonuçlarının proje ihtiyaçlarına tam olarak uymasını sağlamak için süreçler tasarlıyor ve parametreleri yapılandırıyoruz. İster tek seferlik küçük toplu sipariş, ister sürekli büyük ölçekli üretim olsun, taleplerinizi karşılayacak esnekliğe sahibiz.

Yüksek hassasiyetli boyutsal kontrol kabiliyeti

Chalco, CNC ve EDM işlemleri için ±0,01 mm içinde boyutsal kontrol sunar. Standart lazer kesim ±0,05 mm hassasiyete ulaşırken, su jeti kesim ±0,1 mm civarında hassasiyet sağlar. Tıbbi cihazlar, havacılık yapıları veya hizalama bileşenleri gibi kritik uygulamalar için tam boyutlu inceleme ve fabrika test raporları sağlıyoruz. EN 10204 3.1'e uygun malzeme sertifikaları da istek üzerine temin edilebilir.

Yüzey işleme ve işlem sonrası hizmetler

Chalco, temel kesme hizmetlerine ek olarak, kenar kalitesini ve yüzey temizliğini iyileştirmek için çapak alma, pah kırma, taşlama, kumlama, elektrolitik parlatma ve eloksal gibi ikincil işleme seçenekleri sunar. Ayrıca, hem zamandan hem de işçilik maliyetlerinden tasarruf ederek, müşterilerin ek hazırlık yapmadan doğrudan montaj veya kaynak işlemine devam etmelerini sağlayan, kaynağa hazır paketlemeyi (sevkıyattan önce ultrasonik temizleme) destekliyoruz.