Koje su obrade poteškoće od legura medicinskih titana?

Kao dobavljač legura medicinskih titana, svjedokom je iz prve ruke jedinstveni izazovi koji dolaze sa obradom ovih izvanrednih materijala. Medicinske legure titanijuma vrlo su tražene u medicinskom polju zbog svoje izuzetne biokompatibilnosti, visoke omjere snage i težine i otpornosti na koroziju. Međutim, ta ista svojstva koja ih čine idealnim za medicinske aplikacije također predstavljaju značajne poteškoće tokom procesa obrade.

Visoka hemijska reaktivnost

Jedan od glavnih izazova u obradu medicinskih legura titanijuma je njihova visoka hemijska reaktivnost na povišenim temperaturama. Kad se odlične legure titanijuma, toplina generirana tijekom postupka obrade može prouzrokovati reakciju materijala sa alatom za rezanje i okolinom. Ova reakcija dovodi do formiranja tvrdog sloja na vrhunskoj ivici alata, poznatog kao izgrađena ivica. Izgrađeni ivid može uzrokovati gubitak alata, što rezultira lošim površinskim finišom, dimenzionalnim netočnostima i povećanim trošenjem alata.

Da bi ublažili efekte hemijskog reaktivnosti, ključno je koristiti alate za rezanje izrađene od materijala koji su otporni na hemijske reakcije s legurima titana. Karbidni alati sa posebnim premazima, poput titanijum nitrid (Tin) ili titanijum aluminijum nitrid (tialn), obično se koriste u obradu legura medicinskih titana. Ovi premazi pružaju prepreku između alata za rezanje i obratka, smanjujući vjerojatnost hemijskih reakcija i poboljšanje životnog vijeka alata.

Pored upotrebe pravih alata za rezanje, pravilna selekcija rashladne tečnosti također je neophodna. Teola za raspršivanje pomažu u raspršivanju topline i ispiranja čipova tokom postupka obrade, smanjujući temperaturu na sučelju za rezanje i minimiziranje rizika od kemijskih reakcija. Teolom topivi u vodi sa visokom podmazišću često se preferiraju za obradu medicinskih legura titana, jer mogu učinkovito hladiti alat za rezanje i radni komad dok su podmazivanje za smanjenje trenja.

Niska toplotna provodljivost

Još jedan značajan izazov u obradu medicinskih legura titanijuma je njihova niska toplotna provodljivost. Za razliku od ostalih metala, poput čelika ili aluminija, legure titana ne provode toplinu. Kao rezultat toga, toplina koja se stvara tijekom procesa obrade teži se koncentraciji na sučelje za rezanje, što dovodi do visokih temperatura i povećane habanje alata.

Visoke temperature na sučelju za rezanje mogu uzrokovati i materijal za radne komade da postane mekani i gumni, što otežava postizanje glatke površinske obrade. Pored toga, termička ekspanzija radnog predmeta zbog visokih temperatura može dovesti do netočnosti dimenzija, posebno u preciznim obradama.

Da biste prevladali izazove koje predstavljaju nisku toplotnu provodljivost, važno je koristiti parametre rezanja koji umanjite proizvodnju topline. To uključuje korištenje nižih brzina rezanja i stope hrane, kao i povećavanje dubine rezanja. Smanjenjem brzine rezanja i brzine hrane, količina topline proizvedenog tijekom postupka obrade može se smanjiti, dok se povećava dubina reza može pomoći širenju topline preko većeg područja radnog dijela.

Pored optimizacije parametara rezanja, upotreba naprednih tehnika obrade, poput donošenja visokotlačnih rashladne tekućine i kriogene obrade, također može biti učinkovit u smanjenju proizvodnje topline i poboljšanju performansi obrade. Sustavi za isporuku visokog pritiska mogu isporučiti rashladno sredstvo direktno na sučelje za rezanje na visokim pritiscima, učinkovito hlađenjem alata za rezanje i obradak i ispiranje čipova. Kriogena obrada, s druge strane, uključuje upotrebu tečnog dušika ili drugih kriogenih tekućina za hlađenje alata za rezanje i radni komad do krajnje niske temperature, smanjenje generacije topline i poboljšanje života alata.

Visoka čvrstoća i žilavost

Medicinske legure titanijuma poznate su po visokoj snazi ​​i žilavosti, što ih čini idealnim za upotrebu u medicinskim implantatima i uređajima. Međutim, ta ista svojstva također ih otežavaju mašinu. Visoka čvrstoća i žilavost legura titana zahtijevaju veće sile rezanja, koje mogu staviti dodatni stres na alat za rezanje i alat za stroj.

Visoke sile rezanja mogu uzrokovati i radni komad da odbija ili vibrira tijekom postupka obrade, što dovodi do lošeg netočnosti površine i dimenzionalne netočnosti. Pored toga, visoka čvrstoća i žilavost legura od titana može otežati razbijanje čipova, što rezultira dugim, strogim čipovima koji mogu omotati oko alata za rezanje i uzrokovati oštećenje.

Za rješavanje izazova koje predstavlja visoku čvrstoću i žilavost, važno je koristiti alate za rezanje visokom čvrstoćom i krutošću. Čvrsti karbidni krajevi mlinovi i bušilice obično se koriste u obradu legura medicinskih titana, jer mogu izdržati visoke sile rezanja i pružaju izvrsnu kontrolu čipa. Pored toga, upotreba naprednih geometri alata za rezanje, poput promjenjivih dizajna spirala i promjenjivog nagiba, može pomoći u smanjenju sila za rezanje i poboljšanje evakuacije čipa.

Izbor pravilnog strojnog alata je također presudan za obradu legura medicinskih titana. Za obradu visokog rezanja i čvrstog sila za rezanje visoke snage i krutosti potrebne su za upravljanje visokim sigrama i održavanje stabilnosti tokom postupka obrade. Pored toga, alat stroja treba biti opremljen visokokvalitetnim sistemom vretena i fonda kako bi se osigurala tačna i precizna obrada.

Teško čip formiranje i evakuacija

Formiranje čipova i evakuacija su kritični aspekti procesa obrade, posebno u obradu legura medicinskih titana. Zbog velike čvrstoće i žilavosti od legura titana, čipovi imaju tendenciju da budu dugo i strogo, čineći ih teško slomiti i ukloniti iz područja rezanja.

Dugi, guzivni čipovi mogu se omotati oko alata za rezanje i uzrokovati oštećenje, kao i ometajući postupak obrade blokirajući protok rashladne tekućine i čipova. Pored toga, čipovi mogu uzrokovati i površinske ogrebotine i druge nedostatke na radnom komadu, smanjujući kvalitetu obrađenog dijela.

Da bi se poboljšala formacija čipa i evakuacije, važno je koristiti alate za rezanje s odgovarajućim prekidačima čipova. Prekidači čipova su karakteristike na alatu za rezanje koji su dizajnirani da razbije čipove na manje, upravljačive komade, čineći ih lakšim za uklanjanje iz područja rezanja. Na raspolaganju su nekoliko vrsta prekidača čipova, uključujući integralne prekidače čipova, zamjenjive prekidači čipova i podesivi prekidači čipova.

Pored korištenja pravih alata za rezanje, pravilni odabir rashladne tečnosti također su važni za evakuaciju čipa. Teola za hlađenje pomažu u ispiranje čipova tokom postupka obrade, sprečavajući ih da se nakupljaju u području rezanja i uzrokuju probleme. Sustavi za dostavu visokog pritiska mogu biti posebno efikasni u evakuaciji čipa, jer mogu isporučiti rashladnu tekućinu direktno na sučelje za rezanje na visokim pritiscima, prisiljavajući čips iz područja rezanja.

Obrada složenih geometrija

Medicinski uređaji često zahtijevaju složene geometrije, poput tankih zidova, malih rupa i zamršenih oblika. Obrada ove složene geometrije u medicinskim legurima od titana mogu biti posebno izazovne zbog velike čvrstoće materijala, niske toplotne provodljivosti i loših karakteristika formacije čipa.

U preciznim obradom aplikacija, poput proizvodnje zubnih implantata ili ortopedskih uređaja, postizanje potrebne dimenzijske tačnosti i površinske obrade mogu biti izuzetno teški. Visoke sile rezanja i temperature povezane sa obradom medicinskih legura titana, mogu uzrokovati deformiranje ili vibriranje, što dovodi do netočnosti i površinskih oštećenja.

Za strojeve složene geometrije u legurima medicinskih titana, važno je koristiti napredne tehnike obrade i tehnologije. To uključuje upotrebu višeosnih obradnih centara, što može pružiti veću fleksibilnost i preciznost u oblicima obrade oblika. Pored toga, upotreba računalnog proizvodnog softvera (CAM) može pomoći optimizaciji staza za rezanje i smanjenje vremena obrade, istovremeno osiguravajući tačnost i kvalitetu obrađenog dijela.

U nekim slučajevima, netradicionalne metode obrade, kao što su mehaničenje (EDM) ili lasersko obrađivanje, mogu se koristiti i za strojeve složene geometrije u legurima medicinskih titana. Ove metode nude nekoliko prednosti, uključujući mogućnost stroja čvrstog i krhka materijala, mogućnost postizanja visoke preciznosti i površinske površine i mogućnost stroja složenih oblika bez potrebe za složenim alatom.

Zaključak

Zaključno, legure medicinskih titanijuma predstavlja nekoliko izazova zbog velike hemijskog reaktivnosti, niske toplotne provodljivosti, visoke čvrstoće i žilavosti, loših karakteristika čipca i potrebe za strojnim složenim geometrima. Međutim, s desnim alatima za rezanje, odabirom rashladne tečnosti, parametrima rezanja i tehnikama obrade mogu se savladati ovi izazovi.

Kao dobavljač medicinskih legura titanijuma, razumijemo da su jedinstveni izazovi s kojima se suočavaju naši kupci u obradu ovih materijala. Zato nudimo širok spektar visokokvalitetnih legura medicinskih titana, uključujućiDental Titanium prazan 98,Čisti zubni titanijum, iTorta za zubnu titanijum 98mm, kako bi se zadovoljile raznolike potrebe medicinske industrije.

Ako ste zainteresirani za učenje više o našim medicinskim legurima titanijuma ili imate bilo kakvih pitanja o obradu ovih materijala, slobodno nas kontaktirajte. Ovdje smo da vam pomognemo da pronađete prava rješenja za potrebe za obradom i osigurate uspjeh projekta proizvodnje medicinskih proizvoda.

Reference

1. Astakhov, VP (2010). Metalna mehanika rezanja. CRC Press.
2. Kalpakjian, S. i Schmid, SR (2013). Proizvodnja inženjeringa i tehnologije. Pearson.
3. Trent, EM, & Wright, PK (2000). Rezanje metala. Butterworth-Heinemann.