티타늄 CNC 머시닝 팁:항공우주 등

중량 대비 강도가 우수하고 내부식성이 뛰어난 티타늄은 산업 엔지니어, 건축가 및 소비재 설계자에게 가장 유용하고 인기 있는 금속 중 하나입니다. 그것은 고대 그리스 신화의 거인족의 이름을 따서 명명되었으며 일반적으로 그 이름에 걸맞습니다.

티타늄은 바람직한 재료 특성을 가지고 있으며 상대적으로 작업하기 쉽습니다. 용접 가능 (비활성 분위기에서) CNC 가공 가능 스테인레스 스틸처럼. 또한 거의 모든 표면 마감에 도움이 됩니다. 공정:비드 블라스팅, 분말 코팅 및 전기 영동은 모두 티타늄에 적용할 때 좋은 결과를 생성합니다. 물론 티타늄보다 가공성이 더 높은 금속도 있지만 티타늄은 성형성과 기계적 성능의 좋은 조합을 제공합니다.

즉, 티타늄 부품을 설계하고 제조하는 것이 알루미늄 부품이나 저가 재료로 만든 부품의 경우와 항상 같지는 않습니다. 그리고 티타늄 블랭크의 가격은 알루미늄 6061의 약 10배이므로 처음에 부품을 제대로 완성해야 합니다.

이 게시물은 가장 적합한 응용 분야, 가공 고려 사항 및 표면 마감 옵션을 포함하여 CNC 가공 티타늄의 기본 사항에 대해 설명합니다.

티타늄이란 무엇입니까?

티타늄은 18세기에 영국에서 발견된 광택 있는 전이 금속입니다. 그것은 은빛 외관을 가지고 있으며 낮은 밀도에도 불구하고 매우 강합니다. 따라서 경량화가 특히 중요한 산업에서 가치 있는 상품이 됩니다.

티타늄은 중량 대비 강도가 우수할 뿐만 아니라 해수, 염소 및 산으로 인한 부식에 매우 강하며 많은 양을 사용해도 무독성입니다. 따라서 의료 분야에서 임플란트 및 기타 의료 기기에 특히 유용합니다.

제조 산업에서 티타늄은 종종 철, 알루미늄, 바나듐과 같은 원소와 합금됩니다.

티타늄을 사용하는 이유

프리미엄 가격표에도 불구하고 티타늄은 엄청나게 인기 있는 소재입니다. 티타늄을 사용하는 이유는 다음과 같습니다.

• 고강도
• 내식성
• 좋은 무게 대비 강도
• 연성
• 좋은 가공성
• 표면 처리 옵션
• 재활용 가능

이러한 이유로 티타늄은 항공 우주, 자동차 및 의료와 같은 산업에서 정기적으로 사용됩니다.

티타늄 항공 우주 부품에는 항공기 엔진 부품, 기체 부품, 로터 및 압축기 블레이드가 포함됩니다. 사실, 항공우주 산업은 티타늄 생산을 주도합니다. 전 세계에서 생산되는 티타늄의 3분의 2가 항공기 엔진과 기체에 사용됩니다.

의료계에서 티타늄 부품에는 수술용 임플란트(예:장기 고관절 교체) 및 기구가 포함됩니다. 금속은 휠체어 및 목발과 같은 품목에도 사용됩니다.

CNC 기계 티타늄이 필요한 이유

가장 정확하고 저렴한 티타늄 부품을 얻기 위해 CNC 가공은 거의 항상 최고의 제조 기술입니다. 그 이유를 이해하기 위해 대안을 살펴보겠습니다.

제조업체는 거의 주조하여 티타늄 부품을 제조합니다. . 가열된 티타늄은 산소와 격렬하게 반응하고 주조에 사용되는 많은 내화재에는 미량의 산소가 포함되어 있기 때문입니다.

해결 방법은 무산소 흑연 주물을 사용하여 받힌 흑연 주물을 사용하는 것입니다. 그러나 이렇게 하면 대부분의 의료, 항공 우주 및 산업 응용 분야에 적합하지 않은 매우 거친 표면 질감을 가진 부품이 생성됩니다. 로스트 왁스 주조로 티타늄 부품을 만드는 것도 가능하지만, 이를 위해서는 진공 챔버가 필요합니다.

새로운 옵션은 적층 제조를 사용하는 것입니다. 티타늄 부품용. 소수의 3D 인쇄 선택적 레이저 용융(SLM), 전자빔 용융(EBM), 직접 에너지 증착(DED)과 같은 기술은 티타늄 3D 프린팅 재료를 처리할 수 있습니다. 그러나 이러한 3D 프린팅 시스템은 매우 고가이며 많은 산업에서 아직 안전이 중요한 최종 사용 부품에 대해 3D 프린팅 티타늄을 인증하지 않았습니다.

다른 대안과 비교할 때 CNC 가공은 티타늄 부품을 만드는 정확하고 안전하며 다목적이며 저렴한 방법입니다.

티타늄 가공 시 고려해야 할 사항

티타늄은 많은 응용 분야에 탁월한 소재이지만 CNC 가공 과정에서 반드시 지켜야 하는 고유한 특성이 있습니다. 티타늄을 가공할 때 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다.

열 축적

티타늄 합금은 알루미늄 합금과 같은 일반적인 가공 재료보다 더 단단할 수 있습니다. 이로 인해 공구 마모가 증가하고 동시에 접촉 지점에서 열 축적이 증가할 수 있습니다.

이러한 더 단단한 티타늄 합금의 경우 더 큰 칩로드를 사용하면서 CNC 기계 RPM을 줄여야 할 수 있습니다. 고압 절삭유는 절삭 공구의 부담을 덜어주고 고품질 티타늄 부품을 생산하는 데도 도움이 됩니다.

일부 상업적으로 순수한 티타늄(등급 1-2)은 과열을 덜 발생시킬 수 있지만 여전히 예방 조치를 취해야 합니다.

고통

티타늄 합금보다 상업적으로 순수한 티타늄에서 더 두드러진 문제는 마모 및 구성인선입니다.

티타늄 등급 1-2는 가공 중에 끈적끈적해질 수 있으며 결국 절삭 공구에 달라붙을 수 있습니다. 그러나 고압 절삭유를 사용하고 신속한 칩 제거를 보장하면 이를 완화할 수 있습니다.

이 문제를 해결하지 못하면 열 축적 문제가 악화되어 절삭 공구의 무딘화가 가속화될 수 있습니다.

워크홀딩

티타늄과 가공 가능한 합금은 다른 일반 금속보다 덜 단단하므로 CNC 가공 시 꽉 잡아야 합니다.

견고한 기계 설정 외에도 절단을 중단하지 않고 일정한 도구 동작을 유지하는 것이 유리할 수 있습니다.

가공된 티타늄용 표면 마감

CNC 가공 티타늄 부품은 기능적 또는 미적 목적을 위해 다양한 표면 마감 처리로 개선할 수 있습니다.

표면 마감에는 다음이 포함됩니다.

• 스무딩
• 연마
• 비드 블라스팅
• 브러싱
• 그림
• 크로밍
• 금속화
• PVD 코팅
• 분말 코팅
• 전기영동

일반 티타늄 등급

티타늄 등급	강도	내식성	성형성	용도
1	낮음	높음	높음	기체, 열교환기
2	중간	높음	높음	기체, 항공기 엔진, 선박
3	높음	높음	중간	기체, 항공기 엔진
4	높음	높음	중간	기체, 항공기 엔진, 의료, 유압 장치
5(6AL-4V)	중간	높음	높음	기체, 터빈 엔진, 의료용

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