Tabung Titanium: 6 Wawasan Utama untuk Insinyur

Beberapa Keuntungan dan Kerugian yang Perlu Dipertimbangkan tentang Tabung Titanium

Karena kami di Metal Cutting adalah spesialis dalam tabung logam yang dipotong ke panjang presisi, orang sering meminta pendapat kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang keuntungan atau kerugian dari berbagai bahan tabung.

Tabung titanium adalah topik yang menarik karena itu adalah bahan yang menawarkan beberapa manfaat unik tetapi juga menimbulkan beberapa tantangan yang berbeda. Namun demikian, titanium digunakan dalam beberapa alat medis dan aplikasi lain di mana karakteristik uniknya bermanfaat.

1. Atribut yang Diinginkan dari Tabung Titanium

Tabung titanium sering digunakan karena resistensi kimia yang superior, yang jauh di atas grade stainless steel 304 atau bahkan grade 316.

Sebagai bahan dengan kekuatan tinggi, berat rendah, dan resistensi korosi tinggi, titanium memberikan rasio kekuatan-berat yang tinggi yang menjadikannya pilihan yang baik untuk berbagai aplikasi tabung. Misalnya, Metal Cutting membuat berbagai bagian dari titanium, termasuk:

• Tabung radius diameter kecil untuk digunakan dalam aplikasi otomotif
• Tabung titanium bundar kecil yang digunakan untuk casing benih dalam brakyterapi.
• Tabung titanium dinding tipis untuk casing wadah yang aktif kimiawi yang digunakan dalam ilmu kehidupan

Tabung titanium juga berguna dalam instrumen analitis, seperti untuk kromatografi dan aplikasi lain di mana tabung harus:

• Menahan paparan berulang
• Tidak bereaksi dengan banyak jenis kimia dan zat lain

Keuntungan lain dari tabung titanium dalam alat medis adalah bahwa ia biokompatibel. Tubuh manusia tidak hanya dapat mengakui penggunaan titanium (yang cukup penting), tetapi juga nonmagnetik — sifat yang semakin penting seiring penggunaan resonansi magnetik (MRI) semakin umum dalam diagnosis medis.

Dari jarum jantung yang ditempatkan sementara hingga pengganti sendi tulang yang (semoga) permanen, kompatibilitas MRI penting untuk setiap alat medis yang dimasukkan atau diimplan di dalam tubuh untuk waktu berapa pun dan di mana bahan yang sedikit magnetik akan berbahaya.

Tanpa itu, tes diagnosis yang seharusnya non-invasif dapat menyebabkan logam perangkat ditarik dari tubuh. Tanpa perlu dikatakan, itu BUKAN hasil yang baik!

2. Variasi Luar Biasa dari Grade dan Resep untuk Tabung Titanium

Hal bagus lainnya tentang titanium adalah bahwa, sama seperti ada berbagai jenis stainless steel, ada banyak grade yang berbeda dari tabung titanium.

Misalnya, ASTM memiliki berbagai standar (utamanya B265, B348, dan B381) yang terkait dengan “resep” untuk grade titanium yang digunakan dalam aplikasi berbeda. Jika Anda melihat spesifikasi, Anda akan melihat ada bahkan beberapa grade untuk titanium yang tidak dialiung.

Aliung titanium komersial yang paling umum, grade 5, menawarkan kekuatan dan keawetan tinggi. Dan berbeda dengan titanium murni, titanium grade 5 dapat dipanaskan, memungkinkan untuk dielas dan dibuat menjadi tabung dan penggunaan lain dalam aplikasi penerbangan, laut, kimia, dan medis.

3. Tabung Titanium dengan Shape Memory

Untuk aplikasi yang memerlukan shape memory, Anda juga dapat mempertimbangkan tabung titanium yang tersedia dalam bentuk nickel titanium, atau NiTi (juga disebut nitinol), yang merupakan kategori produk tersendiri.

Meskipun dalam teori bahan adalah campuran 50/50 nickel dan titanium, NiTi tidak pernah tepat demikian. Faktanya, NiTi selalu merupakan campuran khusus, tidak memiliki spesifikasi ASTM dan setiap produsen memiliki rumus miliknya yang unik dan proprietary.

NiTi sering digunakan untuk membuat tabung medis yang memerlukan tingkat fleksibilitas dan resistensi kerugian yang tinggi, seperti kawat panduan kateter, stent, dan jarum super-elastik untuk mikrobedah. Saat diobati dengan benar, bahan ini juga menawarkan resistensi korosi yang sangat baik.

4. Tantangan Bekerja dengan Titanium

Tentu, tidak ada bahan yang sempurna untuk semua aplikasi, dan titanium tidak mengikuti pengecualian.

Perbandingan dengan Stainless Steel

Salah satu kesulitan adalah bahan ini sedikit lebih rapuh dan lebih sulit ditarik daripada stainless steel. Ini membuat titanium lebih sulit untuk dikerjakan.

Meskipun titanium dapat ditarik menjadi tabung, proses ini tidak menghasilkan permukaan yang halus yang dapat dihasilkan saat menarik stainless steel. Ada perusahaan yang dapat menarik titanium hingga Ra 8-10 microinch; namun, stainless steel dapat ditarik hingga Ra 3-4 microinch yang jauh lebih halus atau lebih baik.

ID yang lebih kasar pada tabung titanium dapat mempengaruhi properti mikrofluida cairan apa pun yang perlu bergerak melalui tabung. Ini bisa menjadi masalah dalam aplikasi di mana aliran cairan yang halus sangat penting.

Untuk sebagian besar aplikasi alat medis, di mana tabung akan membawa darah dan cairan tubuh lainnya, ini bukan masalah. Namun, turbulensi adalah masalah serius dalam aplikasi di mana tabung harus membawa volume cairan yang sangat kecil.

Kepemesinan Tabung Titanium

Sebagai bahan yang lebih rapuh dan kurang pengampun, titanium juga lebih sulit diproses. Semakin banyak yang harus Anda lakukan pada titanium untuk mencapai produk akhir Anda, semakin besar kemungkinan Anda dapat mengalami masalah dengan pelapukan dan masalah kekasaran permukaan lainnya.

Pemesinan titanium juga memerlukan lebih banyak pendingin daripada bahan lain mungkin memerlukan. Pendingin tekanan tinggi harus disampaikan pada tempat pemesinan yang tepat dari beberapa nozzle dan sudut, untuk melapisi area dengan pendingin.

Selain itu, titanium jarang digunakan untuk pertemuan tabung. Faktanya, untuk alat medis khususnya — di mana banyak pemesinan diperlukan untuk membuat flares, swages, dan threading di titik koneksi — logam apa pun adalah bagian yang sangat kecil dari pasar fitting tabung.

Sebaliknya, fitting tabung untuk alat medis lebih sering menggunakan PEEK (polyether ether ketone) atau plastik khusus lainnya yang tahan lama yang dapat dicetak dan diproses dengan lebih mudah.

5. Biaya Tabung Titanium

Di antara keuntungan dan kerugian, biaya tabung titanium juga perlu dipertimbangkan.

Secara historis, karena titanium tidak digunakan sekerap bahan seperti stainless steel, hanya ada beberapa vendor kecil yang membuat tabung titanium. Selain itu, ia tersedia dalam ukuran standar yang lebih sedikit, yang memerlukan waktu produksi lebih lama untuk ukuran khusus, yang pada gilirannya juga menambah biaya.

Oleh karena itu, tabung titanium adalah bahan yang sebaiknya Anda yakini Anda BENAR-BENAR butuhkan — bukan sesuatu yang dipilih dengan ringan — jika Anda akan menentukannya.

Ini adalah tips tambahan: Dari sudut pandang praktis saat titanium diperlukan untuk produk akhir, perusahaan sering membuat prototipe desain produk dalam logam lain yang lebih murah untuk menguji kelayakan dan fungsi. Jika pengujian awal memvalidasi desain, itu kemudian dapat diujicoba lagi menggunakan titanium.

Dengan variasi opsi tabung titanium yang luar biasa, sangat penting untuk selalu menentukan jenis dan grade mana yang Anda inginkan — apakah itu titanium murni, salah satu banyak aliung, atau rumus NiTi — untuk mengoptimalkan kemanufacturan produk Anda.

(Pelajari lebih lanjut tentang Optimizing for Manufacturability in Small Parts Sourcing.)

6. Ahli Memotong Tabung Titanium

Jika titanium memang bahan yang sesuai untuk aplikasi tabung spesifik Anda, Anda dapat yakin bahwa Metal Cutting tahu cara memotong titanium. Faktanya, kami dapat memotong, memproses, atau menyelesaikan tabung titanium jenis dan grade apa pun yang mungkin Anda butuhkan.

Kami secara rutin memotong, menggerinda, mengupas halus, dan mengelupas tabung dengan panjang yang pendek hingga 0,006 inci (0,152 mm) dengan ketebalan dinding yang tipis atau ID yang kecil hingga 0,001 inci (0,025 mm) — dalam semua logam, termasuk titanium. (Kami suka mengatakan bahwa jika diameter dapat ditarik, kami dapat bekerja dengannya.)

Kami juga dapat memotong tabung yang dilapisi secara tepat tanpa merusak lapisan dan sambil mempertahankan konsentrisitas dan ID bersih. Selain pemotongan titanium, kami dapat menyesuaikan tabung dengan fitur seperti pemotongan sudut, slot, titik, dan lubang.

Untuk membahas tabung titanium atau bahan lain untuk kebutuhan aplikasi Anda, cukup hubungi kami. Anda juga dapat mempelajari lebih lanjut tentang pemesinan alat medis dan tabung logam dalam white paper gratis yang dapat diunduh kami Medical Tubing in the 21st Century: Who Needs It?