Bearbejdning af medicinsk titanium
1. Behandling af udfordringer på grund af materielle egenskaber
Lav termisk ledningsevne
Thermal conductivity (~7 W/m·K) causes heat concentration in cutting zones, rapidly increasing tool temperature (>800 grader) og accelererende værktøjsslitage.
Løsning: High-pressure cooling (>70 bar) med specialiserede skærevæsker.
Høj kemisk reaktivitet
Ved høje temperaturer reagerer titanium let med værktøjsmaterialer (f.eks. Karbid), danner bygget - op kant (Bue).
Typisk problem: Titaniumadhæsion til værktøjskanter fører til belægningsdelaminering.
Lav elastisk modul
Cirka 50% af stålens modul, hvilket forårsager elastisk deformation under bearbejdning og kompromitterende dimensionel nøjagtighed (især i tynd - væggede komponenter).
Arbejdshærdning tendens
Kold - arbejdede hærdede lag (op til 0,1 mm dyb) øges efterfølgende bearbejdningsproblemer.
2. Kritiske bearbejdningsparametre
| Behandle | Anbefalede parametre | Valg af værktøj |
|---|---|---|
| Drejer | Skærehastighed: 30–50 m/min (Roughing) | Diamond - belagte indsatser / ultrafine carbide |
| Fræsning | Foder pr. Tand: 0,05–0,1 mm/z (efterbehandling) | Skarpe kanter (rake vinkel større end eller lig med 15 grader) |
| Boring | Hastighed: 500–800 o / min (φ5mm bore) | Cobalt HSS (HSS - co) eller fast carbid |
| Slibning | Hjulhastighed: 15–20 m/s | Grønt siliciumcarbid (GC) eller CBN -hjul |
3. medicinsk - specifikke krav
Overfladeintegritet
Implantatoverfladegruhed skal være mindre end eller lig med 0,8 um (ISO 7206), hvilket typisk kræver elektropolering eller sandblæsning.
Forurening - gratis bearbejdning
Bly/cadmium - indeholdende kølevæske er forbudt; Vegetabilsk - -baserede kølevæsener anbefales.
Mikrostrukturstyring
- faseindhold påvirker biokompatibilitet; Overophedning skal undgås for at forhindre korn, der er grov.
4. specialiserede teknikker
Kryogen bearbejdning: Flydende nitrogenkøling undertrykker varmeproduktionen til præcisionskomponenter.
Laser - assisteret bearbejdning: Lokaliseret forvarmning reducerer skærekræfter i Ti-6al-4V Eli.
Ultralydsvibrationsskæring: Minimerer burrdannelse i tandlæge.
