Memaksimalkan Kecepatan Pemesinan Titanium: Teknik Terbukti & Praktik Terbaik

Posted on Oct. 19th, 2020, | By Candy, WayKen Rapid Manufacturing

Titanium telah lama diabaikan karena sifatnya. Namun, perkembangan terbaru dalam metalurgi dan teknologi manufaktur telah memberikan pandangan baru pada bahan. Saat ini, titanium dicari karena rasio berat terhadap kekuatan yang luar biasa (3 kali lebih baik dari baja), daya tahan karat, kompatibilitas jaringan manusia, dan performa luar biasa pada suhu tinggi. Bagian titanium penerbangannya sangat populer karena ringan dan kuat. Namun, ada banyak masalah dengan pemesinan titanium.

Lega Titanium Paling Umum

Ada sejumlah elemen yang ditambahkan ke titanium untuk meningkatkan kemampuan performanya. Titanium mengalami transformasi alotropik pada suhu di atas 800 C. Elemen yang menurunkan suhu kegunaan titanium disebut beta stabilizer dan yang meningkatkannya disebut alpha stabilizer. Tergantung pada kandungan stabilizer, lega titanium dibagi menjadi 4 grup.

1. Titanium tidak legasi. Dasarnya hanya titanium. Versi tidak legasi memiliki daya tahan karat terbaik tetapi kekuatan rendah.
2. Lega alpha. Lega alpha memiliki daya tahan crep yang lebih baik sehingga digunakan untuk performa suhu tinggi.
3. Lega alpha-beta. Grup ini adalah yang paling luas karena properti yang hebatnya. Stabilizer alpha menambahkan daya tahan panas pada bahan dan stabilizer beta menambahkan kekuatan pada lega. Lega alpha-beta yang paling umum Ti-6Al-4V mencakup hampir 50 % dari seluruh pasar lega titanium.
4. Lega beta. Lega ini lebih keras dari semua grup sebelumnya, namun kepadatan juga lebih tinggi.

7 Alasan Mengapa Titanium Sulit Dimesin

Mari kita tidak membahas dalam mekanika pemesinan titanium, pemutaran titanium, atau penggerusan titanium, aus alat dan mekanika pembentukan irisan. Sebaliknya, berikut adalah ringkasan 7 poin mengapa titanium begitu merepotkan untuk dimesin.

1. Titanium mempertahankan kekuatan tinggi bahkan pada suhu tinggi dan resistensi deformasi plastiknya bertahan bahkan pada kecepatan pemotongan. Ini membuat gaya pemotongan jauh lebih besar dibandingkan baja apa pun.
2. Saat irisan terbentuk, irisan sangat tipis dan area kontak antara irisan dan alat tiga kali lebih kecil dibanding baja. Karena itu, ujung alat harus menahan hampir semua gaya pemotongan.
3. Lega titanium memiliki koefisien gesekan yang tinggi terhadap bahan alat pemotong. Ini meningkatkan suhu pemotongan dan gaya.
4. Pada suhu di atas 500 derajat Celsius, titanium bereaksi kimia dengan sebagian besar bahan alat. Oh, dan titanium cenderung meledak sendiri saat dipotong jika penumpukan panas terlalu tinggi, jadi penggunaan pendingin saat memotong lega titanium adalah mutlak harus.
5. Karena area kontak yang rendah dan tipisnya irisan, semua panas selama proses pemotongan pergi ke alat, yang secara signifikan menurunkan umurnya. Hanya pendingin tekanan tinggi yang dapat mengejar penumpukan panas.
6. Lega titanium memiliki modulus elastisitas yang sangat rendah. Ini dapat menyebabkan getaran tambahan, getaran alat, dan defleksi.
7. Pada kecepatan pemotongan rendah, bahan dapat menempel pada tepian pemotong dan sangat buruk untuk finishing permukaan.

Jadi, seperti yang Anda lihat ada sejumlah masalah signifikan. Namun, insinyur manufaktur di seluruh dunia telah menemukan banyak strategi untuk meningkatkan kecepatan pemesinan titanium.

Meningkatkan Kecepatan Pemesinan Titanium Dengan Alat Pemotong

Pemilihan alat pemotong adalah langkah pertama untuk proses pemesinan aluminium dan titanium CNC yang berhasil. Hal utama yang harus dipilih adalah bahan. Seiring waktu sejumlah lega keras telah terbukti baik untuk pemotongan titanium. Untuk menjadi baik dalam memesin bagian titanium, alat harus memiliki sejumlah properti.

• Alat harus keras pada suhu tinggi.
• Mereka harus memiliki daya tahan getaran yang tinggi.
• Mereka harus memiliki properti kelelahan yang tinggi karena pembentukan irisan dengan titanium adalah proses siklus.
• Mereka harus netral kimia terhadap titanium panas.
• Mereka harus memiliki kekuatan tinggi.
• Mereka harus memiliki tingkat konduktivitas termal yang baik untuk menimbangi laju lambat titanium.

Rentang bahan alat paling sesuai yang memiliki semua properti yang disebutkan di atas adalah lega WC/Co. Solusi lainnya adalah baja kecepatan tinggi karena mereka sangat tahan terhadap keretakan. Alat berlian juga telah menunjukkan performa baik terhadap aus titanium. Anda dapat mencari tips pemesinan berlian kami di sini.

Teknik Pemesinan Titanium Kecepatan Tinggi

Cara lain yang layak untuk meningkatkan performa pemesinan titanium adalah menerapkan strategi pemesinan titanium khusus. Layanan pemesinan titanium kami telah cukup mahir dalam memilih parameter pemotongan yang benar untuk memotong waktu pemesinan titanium ke minimum. Namun, selain optimasi parameter, ada beberapa strategi pemesinan non-konvensional yang dapat sangat meningkatkan kecepatan pemotongan titanium.

Ledge Tools

Alat ini dikembangkan oleh perusahaan General Electric. Mereka menggunakan alat yang memiliki terombol tipis yang meleset. alih-alih seluruh alat, hanya terombol tipis ini yang memotong titanium. Karena irisan juga sangat tipis, tidak ada perbedaan, namun, terombol aus lebih lambat dan lebih mudah diasah. Flank terombol aus cepat dan kemudian tetap konstan selama aus dari sisa terombol, yang terjadi lebih lambat dengan flank konstan.

Rotary Inserts

Rotary inserts digunakan untuk pemutaran titanium. Mereka sebelumnya mustahil karena kurangnya presisi dalam desain alat mesin. Namun, tingkat teknologi manufaktur sekarang membuat penggunaannya memungkinkan. Prinsip utamanya adalah insersi alat memiliki bentuk bulat dan berputar sekitar fixture saat alat memotong baku. Dengan cara itu, transfer panas jauh lebih cepat dan alat tidak panas seberapa banyak. Jadi, kecepatan pemotongan dapat ditingkatkan.

Ultrasonically Assisted Metal Removal

Menambahkan getaran ultrasonik pada alat pemotong sebenarnya membuat pembentukan irisan lebih mudah. Irisan titanium memiliki elastisitas yang sangat buruk yang memburuk oleh pemecahan keras saat tepian potong mulai memotong bahan. Gelombang ultrasonik mendorong pecahan irisan alih-alih deformasi dan itu memiliki pengaruh positif pada umur alat, finishing permukaan, karakteristik alat, mencegah penumpukan bahan pada tepian potong dan memungkinkan tukang mesin untuk meningkatkan kecepatan pemotongan.

Ingin Belajar Lebih Banyak?

Memilih tips pemesinan dan bahan baku yang tepat untuk prototipe cepat Anda berikutnya benar-benar bagian penting saat Anda mengharapkan performa. Di WayKen, kami akan senang memberikan saran profesional lebih banyak, silakan hubungi kami: info@waykenrm.com atau unggah file CAD Anda di sana.