Wstitanium to chiński dostawca precyzyjnych, 5-osiowych obrabiarek CNC do obróbki tytanu, oferujący kompleksowe rozwiązania od prototypowania po produkcję masową dla przemysłu lotniczego, medycznego, wyścigowego i półprzewodnikowego. Dzięki własnym 5-osiowym centrom obróbczym CNC, zaawansowanej technologii frezowania tytanu oraz kompleksowemu systemowi kontroli jakości, niezawodnie obrabiamy złożone powierzchnie zakrzywione, głębokie wnęki, cienkie ścianki i wielopłaszczyznowe elementy tytanowe. Gwarantujemy ścisłe przestrzeganie tolerancji wymiarowych i powtarzalność partii. Niniejszy artykuł kompleksowo przedstawia nasze możliwości, dostępne gatunki tytanu, zastosowania przemysłowe, system jakości, koszty i partnerstwa, stanowiąc kompletny przewodnik po procesie zakupu części tytanowych.
Zalety obróbki CNC części tytanowych w 5 osiach
Tytan, dzięki swojej wysokiej wytrzymałości właściwej, doskonałej odporności na korozję, dobrej biokompatybilności i stabilności w wysokich temperaturach, stał się jednym z podstawowych materiałów konstrukcyjnych w produkcji wysokiej klasy. Jednak tytan charakteryzuje się niską przewodnością cieplną, utwardzaniem zgniotowym, szybkim zużyciem narzędzi i trudnością w obróbce złożonych struktur. Podczas obróbki elementów tytanowych za pomocą 3-osiowego CNC często wymagane jest wielokrotne mocowanie i stosowanie wielu uchwytów, co skutkuje dużymi skumulowanymi błędami, niską wydajnością, znacznie dłuższym czasem realizacji i wyższymi kosztami. 5-osiowe CNC to optymalne rozwiązanie problemów produkcyjnych związanych ze złożonymi elementami tytanowymi.
1. Pojedyncza konfiguracja, eliminująca błędy kumulacyjne
5-osiowa obróbka CNC umożliwia obróbkę wszystkich powierzchni zewnętrznych, faz i pochyłych otworów elementu w jednym ustawieniu. Nie jest wymagana ręczna interwencja. Wszystkie funkcje bazują na tym samym układzie współrzędnych, co eliminuje kumulację błędów mocowania u źródła.
2. Obróbka powierzchni złożonych i głębokich wnęk
Wirniki tytanowe, tarcze wirników, sztuczne stawy i wnęki o nieregularnych kształtach zawierają liczne ciągłe skręcone powierzchnie i głębokie wnęki. Centra obróbcze CNC 5-osiowe umożliwiają ciągłe frezowanie, co skutkuje bardziej równomiernym wykończeniem powierzchni.
3. Ścisłe tolerancje
Części tytanowe, takie jak wsporniki lotnicze i wnęki urządzeń optycznych, zazwyczaj zawierają dziesiątki otworów i powierzchni pod różnymi kątami. Pomiędzy tymi elementami obowiązują surowe wymagania dotyczące położenia, współosiowości i równoległości. Obróbka 5-osiowa zapewnia spójność wymiarową między partiami, z tolerancjami mniejszymi niż 0.01 mm.
4. Wysoka wydajność
Obróbka 5-osiowa wymaga jedynie uniwersalnych miękkich szczęk i uchwytów zaciskowych, co eliminuje potrzebę stosowania niestandardowych przyrządów obróbkowych. Pozwala to nie tylko zaoszczędzić na kosztach opracowywania przyrządów, ale także skrócić cykle produkcyjne z dni do godzin. W przypadku zamówień na wielowariantowe, małoseryjne części tytanowe, obróbka 5-osiowa umożliwia szybką realizację.
Możliwości obróbki CNC 5-osiowej Westitanium
Wstitanium inwestuje w 5-osiowe centra obróbcze CNC z Niemiec, wyposażone w specjalistyczne narzędzia skrawające do obróbki tytanu i systemy chłodzenia, które obejmują możliwości obróbki od prototypów do produkcji masowej.
| Parametr | Szczegółowy Opis | Uwagi |
|---|---|---|
| Technologia obróbki | Obróbka pozycjonująca 3+2 osi / obróbka symultaniczna 5 osi | Optymalny schemat jest automatycznie dopasowywany do struktury części |
| Marka obrabiarki | DMG MORI DMU 50, łącznie 6 sztuk | Wszystkie jednostki wyposażone są w wewnętrzne systemy chłodzenia wysokociśnieniowego |
| Osie współrzędnych | Oś X: 800 mm; oś Y: 600 mm; oś Z: 500 mm | Wymiary przesuwu stołu roboczego |
| Osie obrotowe | Oś A: -120° ~ +30°; oś C: ciągły obrót o 360° | Brak martwej strefy obróbki w przypadku obróbki 5-osiowej jednoczesnej |
| Maksymalny rozmiar części | Średnica Φ500mm; Wysokość 400mm | Większe części można oceniać pod kątem rozwiązań obróbki na dużych obrabiarkach |
| Maksymalne obciążenie stołu roboczego | 500 kg | W przypadku obciążenia równomiernego wymagana jest osobna ocena części mimośrodowych |
| Specyfikacja wrzeciona | Prędkość: 8000 obr./min (standard) / 12000 obr./min (model szybkoobrotowy); Moc: 22 kW; Trzpień stożkowy: BT40 | Wrzeciono o dużej sztywności, odpowiednie do intensywnego cięcia stopów tytanu |
| Minimalna średnica narzędzia | Frez: Φ0.5 mm; Wiertło: Φ0.3 mm | Narzędzia ultramałe nadają się wyłącznie do obróbki płytkich elementów |
| Możliwości obróbki głębokich otworów | Maksymalny stosunek długości do średnicy 20:1 dla wierteł z chłodzeniem wewnętrznym; maksymalny stosunek długości do średnicy 10:1 dla wierteł z chłodzeniem zewnętrznym | W przypadku obróbki głębokich otworów w stopach tytanu należy zagwarantować odprowadzanie wiórów i chłodzenie |
| Minimalna grubość ścianki obrabialnej | Standardowo: 0.3mm | Zależne od wysokości i struktury części; ocena DFM jest wymagana w przypadku części o bardzo cienkich ściankach |
| Tolerancja dla cech standardowych | Wymiar liniowy: ±0.03 mm; Tolerancja położenia: ±0.02 mm | Standardowa precyzja dla ogólnych elementów konstrukcyjnych |
| Tolerancja dla cech krytycznych | Wymiar liniowy: ±0.01 mm; Tolerancja położenia: ±0.015 mm; Płaskość: 0.01 mm/100 mm; Koncentryczność: 0.01 mm | Stosowany do precyzyjnych otworów, powierzchni bazowych i innych kluczowych cech |
| Chropowatość powierzchni | Frezowanie konwencjonalne: Ra1.6~3.2μm; Obróbka wykańczająca: Ra0.8μm; Polerowanie: Ra≤0.2μm | Dostępna obróbka niestandardowa dla specjalnych wymagań dotyczących chropowatości |
| Zdolność produkcyjna partii | Prototypowanie: 1~10 szt.; Mała partia: 10~100 szt.; Produkcja masowa: powyżej 100 szt. | Wsparcie stabilnych, długoterminowych dostaw hurtowych |
| Uwaga: Wszystkie powyższe parametry graniczne zależą od geometrii części, wymiarów detalu oraz gatunku tytanu. Rzeczywista dokładność i możliwości obróbki zależą od wyników formalnej oceny DFM. Nie gwarantujemy parametrów granicznych, aby uniknąć ryzyka związanego z dostawą. | ||
Obróbka CNC 3+2 osi vs. 5 osi
Obróbka CNC 3+2-osiowa i 5-osiowa różnią się znacząco pod względem zastosowania, tolerancji i kosztów. Wstitanium automatycznie wybiera najbardziej opłacalne rozwiązanie na podstawie struktury części.
3+2-osiowa obróbka CNC
Obróbka 3+2-osiowa polega najpierw na obróceniu osi obrotowych A i C o określony kąt i ich zablokowaniu, a następnie wykonaniu cięcia wzdłuż osi liniowych X, Y i Z. Zasadniczo jest to „obróbka 3-osiowa o stałym kącie”.
Zalety: Wysoka sztywność obrabiarki, wysoka stabilność skrawania, proste programowanie, wysoka wydajność obróbki i krótszy czas obróbki pojedynczych detali. Niskie zużycie obrabiarki i koszty obróbki są o 30–50% niższe niż w przypadku układu 5-osiowego.
Zastosowania: Większość wielopłaszczyznowych części tytanowych, w tym wsporniki lotnicze, obudowy, zawory, wielopłaszczyznowe systemy części i pochylone wnęki, pokrywające ponad 80% potrzeb w zakresie obróbki 5-osiowej tytanu.
Jednoczesna obróbka CNC 5-osiowa
W przypadku obróbki jednoczesnej 5-osiowej osie liniowe X, Y i Z oraz osie obrotowe A i C poruszają się jednocześnie, umożliwiając narzędziu ciągłe cięcie wzdłuż dowolnej trajektorii przestrzennej.
Zalety: Obróbka dowolnie złożonych, ciągłych powierzchni zakrzywionych. Obróbka całej powierzchni w jednym przejściu, bez śladów po narzędziach. Obróbka części o złożonych wnękach i strukturach odwróconych, takich jak wirniki, tarcze wirników, sztuczne powierzchnie kuliste stawów, nieregularne powierzchnie zakrzywione, rowki spiralne i inne części o ciągłych, przestrzennych powierzchniach zakrzywionych.
Zastosowania: Części o ciągłych, przestrzennie zakrzywionych powierzchniach, takie jak wirniki, powierzchnie kuliste, nieregularnie zakrzywione powierzchnie i rowki śrubowe.
Koszt: Obróbka CNC 5-osiowa wymaga wyższej precyzji obrabiarki, możliwości programowania i narzędzi skrawających. Czas programowania i obróbki jest dłuższy. Koszt jednostkowy jest wyższy niż w przypadku obróbki 3+2 osiowej. Jeśli część nie ma ciągłych, zakrzywionych powierzchni, Wstitanium nie zaleca obróbki CNC 5-osiowej, aby uniknąć znacznego wzrostu kosztów.
Możliwości obróbki cienkościennych części tytanowych
Moduł sprężystości tytanu jest mniej więcej o połowę mniejszy niż stali. Obróbka elementów cienkościennych wiąże się ze znacznym wyzwaniem. Tytan zapewnia tolerancje dla elementów cienkościennych poprzez następujące techniki:
Optymalizacja zaciskania: W celu rozłożenia sił zaciskania i zapobiegania odkształceniom stosuje się uchwyty próżniowe, specjalistyczne miękkie szczęki i pomocnicze podpory.
Optymalizacja ścieżki narzędzia: szybkie, płytkobieżne frezowanie współbieżne i frezowanie warstwowe kontrolują siłę skrawania w granicach progu odkształcenia materiału.
Odprężanie: Wyżarzanie odprężające w niskiej temperaturze przeprowadza się po obróbce zgrubnej w celu uwolnienia wewnętrznych naprężeń w materiale i zapobieżenia odkształceniom po wykończeniu.
Kontrola poprawek: Podczas wykańczania pozostawiany jest naddatek wynoszący 0.05–0.1 mm, a ostatnie przejście ma na celu wygładzenie w celu zapewnienia jakości wymiarowej i powierzchni.
W przypadku standardowych konstrukcji dopuszczalna jest grubość ścianki 0.3 mm dla części tytanowych. Stosunek wysokości do grubości ścianki nie powinien przekraczać 10:1. W przypadku ultracienkich konstrukcji o dużej przestrzeni międzykomorowej, Wstitanium oferuje szczegółowe analizy wykonalności i sugestie optymalizacji konstrukcji na etapie projektowania pod kątem produkcji (DFM).
Możliwość obróbki głębokich otworów
Wiercenie wiąże się z wyzwaniami ze względu na trudności w odprowadzaniu wiórów i koncentrację ciepła. W przypadku konwencjonalnych wierteł, otwory o stosunku długości do średnicy przekraczającym 5:1 są podatne na problemy, takie jak pękanie narzędzia, nierówne ścianki otworu i nierówna prostoliniowość. Obrabiarki 5-osiowe Wstitanium są wyposażone w wysokociśnieniowe systemy chłodzenia wewnętrznego, w połączeniu z wiertłami z węglików spiekanych z chłodzeniem wewnętrznym.
Wiercenie konwencjonalne: W przypadku stosunku długości do średnicy wynoszącego nawet 10:1 stosuje się standardowe wiertła chłodzone wewnętrznie, co pozwala na zachowanie tolerancji otworów i jakości powierzchni.
Obróbka głębokich otworów: W przypadku stosunku długości do średnicy od 10:1 do 20:1 stosuje się cykle wiercenia głębokich otworów ze stopniowym wycofywaniem narzędzia i usuwaniem wiórów w celu zapewnienia prostoliniowości otworu.
Ultragłębokie otwory przekraczające współczynnik 20:1 wymagają wiercenia lufowego. Wstitanium ocenia wykonalność.
Obróbka wszystkich otworów może zagwarantować tolerancję H7 przy chropowatości powierzchni Ra≤3.2μm, a rozwiercanie może osiągnąć Ra≤1.6μm.
Dopuszczalne gatunki tytanu
Dopuszczalne są wszystkie gatunki tytanu. Wszystkie surowce pochodzą od renomowanych chińskich producentów tytanu (BaoTi Co., Ltd., Western Superconducting Technologies, ATI (USA), Toho (Japonia) itp.). Każda partia materiałów posiada oryginalne certyfikaty producenta, co zapewnia pełną identyfikowalność procesu. Wstitanium posiada dopracowaną technologię frezowania, która zapewnia odpowiednie właściwości dla różnych gatunków.
Stopień 1 tytanu
Tytan klasy 1 charakteryzuje się niską twardością i wysoką lepkością, co sprawia, że jest podatny na zakleszczanie się narzędzia podczas skrawania i łatwe tworzenie się narostów na krawędzi. Wstitanium wykorzystuje ostre narzędzia węglikowe o dużym kącie natarcia, w połączeniu z wysokimi prędkościami skrawania i odpowiednim chłodzeniem, aby uniknąć zakleszczania się narzędzia i zapewnić stałą kontrolę jakości powierzchni. Typowe części: kołnierze rurociągów chemicznych, obudowy czujników morskich, stenty medyczne, elementy złączne.
Stopień 2 tytanu
Tytan klasy 2 jest najpowszechniej stosowanym czystym tytanem przemysłowym. Charakteryzuje się doskonałą ogólną formowalnością i spawalnością. Jego właściwości skrawania są podobne do tytanu klasy 1. Tytan klasy 2 optymalizuje posuw i głębokość skrawania, równoważąc wydajność obróbki i jakość powierzchni. Typowe części: zespoły zaworów, przegrody wymienników ciepła, zawiasy morskie, obudowy medyczne, korpusy pomp chemicznych.
Gatunek 5 / Ti-6Al-4V
Gatunek 5 / Ti-6Al-4V to najbardziej doświadczony gatunek Wstitanium. Obróbka zgrubna wykonywana jest za pomocą frezów z węglika spiekanego powlekanego. Obróbka wykańczająca wykonywana jest za pomocą narzędzi z węglika spiekanego o ultradrobnym ziarnie lub PCD. Stosowane są średnie prędkości skrawania i duże posuwy, aby uniknąć nadmiernych temperatur skrawania. Typowe zastosowania: elementy konstrukcyjne przemysłu lotniczego, części silników, części samochodów wyścigowych, medycyna, elementy złączne, przemysł morski.
Stopień 7 tytanu
Tytan klasy 7 to czysty tytan z dodatkiem 0.12%-0.25% palladu, co czyni go odpornym na korozję i wzmocnionym rodzajem czystego tytanu. Jest to preferowany materiał do zastosowań w silnie korozyjnych chemikaliach. Jego skrawalność jest zbliżona do skrawalności czystego tytanu klasy 2. Ze względu na wyższy koszt materiału, tytan klasy 7 poprawia jego wykorzystanie i obniża koszty. Typowe części: zawory chemiczne, kadłuby ciśnieniowe do głębinowych okrętów podwodnych.
Stopień 9 tytanu
Jego obrabialność plasuje się pomiędzy czystym tytanem a tytanem klasy 5. Obróbka cienkościennych rur wymaga starannej kontroli odkształceń zacisku i drgań podczas cięcia. Wstitanium wykorzystuje specjalistyczne oprzyrządowanie o niskich siłach skrawania, aby zapewnić okrągłość i jednorodność grubości ścianek. Typowe części: złączki rurowe do zastosowań lotniczych, gniazda zaworów butli gazowych wysokociśnieniowych, precyzyjne zespoły przewodów.
Klasa 23 / Ti-6Al-4V ELI
Jego doskonała biokompatybilność sprawia, że jest to preferowany materiał do produkcji implantów medycznych. Wstitanium wykorzystuje nowe, ostre narzędzia skrawające do precyzyjnej obróbki; kontroluje siły skrawania i temperatury, aby zminimalizować podpowierzchniową warstwę utwardzoną przez zgniot; oraz poddaje się pasywacji w celu usunięcia zanieczyszczeń powierzchniowych i zadziorów. Obróbka CNC eliminuje zanieczyszczenia żelazem, zapewniając biokompatybilność.
Przypadki projektowe
Usługi obróbki tytanu CNC w 5 osiach firmy Wstitanium obejmują wiele dziedzin, w tym lotnictwo, implanty medyczne, wyścigi samochodowe, chemikalia morskie i półprzewodniki optyczne. Poniżej przedstawiamy kilka odtajnionych, rzeczywistych przypadków prezentujących nasze możliwości techniczne i kontrolę jakości.
