深圳国际工业制造技术及设备展览会
2025.3.26-3.29 深圳国际会展中心(宝安)

加工门槛极高的钛合金,哪些机床品牌抢先布局?

2022-10-27 10:23:22 来自: ITES深圳工业展 624

【导语】 逐渐活跃于医疗器械的钛合金材料,加工难题来到了机床品牌这边。

随着钛合金的开发研制、钛材品种的增多及价格的降低,钛在民用工业中的应用成倍增加。CFDA将医疗器械按照其安全性由高至低分为三个等级,并分别由三级政府实行监督管理,钛及钛合金材料的植入物属于第三类医疗器械,并为高值耗材类


 生物相容性无法比拟,钛合金成医用材料界“网红”

钛合金具有的高强度、低密度、无毒性以及良好的生物相容性和耐腐蚀性等特性已被用于医学领域中。当人体面部组织遭到严重破坏时,局部组织修复需要用外科植入件进行。钛合金具有良好生物相容性和所需强度,是人体面部组织修复的理想材料。

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据悉,林志颖面部手术采用钛金属内固定;

胳膊进行钛合金植入手术

 

此外,由于钛合金与人体骨骼接近,对人体组织具有良好的生物相容性、无毒副作用,具有其他材料无法比拟的优势,因此成为了人工关节、骨创伤、脊柱矫形内固定系统、牙种植体、人工心脏瓣膜、介入性心血管支架、手术器械等医用产品的首选材料。

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钛合金人工关节


但另一方面,钛合金也是公认的难加工材料,由于其耐磨性及工艺性能不高,致力于对其进一步加工的机床设备也在不断进行升级。


 钛合金加工难在哪?

钛合金热传导率低、加工硬化严重、与刀具的亲和性高、塑性变形小等4个特点是造成钛合金难以加工的本质原因。其被切削指数只相当于易削钢的20%。

 

热传导率低

钛合金热传导率大约只有45#钢的16%左右,加工中热量不能及时传导出去,造成切刃局部高温(加工中的刀尖温度是45#钢的1倍以上),容易引发刀具扩散磨损。

 

加工硬化严重

钛合金加工硬化现象明显,表面硬化层相比不锈钢要严重,会给后续加工造成一定的困难,比如,刀具边界损伤增大。


与刀具的亲和性高

与含钛的硬质合金粘结严重。

 

塑性变形小

约为45钢的弹性模量的1/2,故弹性恢复大,摩擦严重。同时,工件也容易发生装夹变形。

 

 先进制造解决方案,实现钛合金高效加工 

随着国内钛合金高端应用场景及潜在市场空间或逐步拓展,全球机床设备商提供了众多专业化解决方案。

 

马扎克-INTEGREX i-150

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马扎克-INTEGREX i-150


INTEGREX i-150高级多任务机为小型复杂零件提供了最大的通用性、高精度和吞吐量。该机床结合了高性能车削中心和全功能加工中心的能力,可在单个设置中生产零件。可编程的工件处理设备允许对背面进行铣削操作。此机器配置可将夹具、工具、搬运和非切割时间降至最低。机器可轻松加工实心或铸件(卡盘或棒料)、圆形零件或高轮廓零件的全棱柱形零件。适用于骨结合板、螺栓、人工关节等植入器械的加工。

 

牧野-牧野a1系列卧式加工中心

 其A63主轴最大扭矩303N.m,A100高扭矩主轴更可达到1202N.m,高扭矩主轴可广泛应用于U钻、面铣刀、玉米铣刀等大切削负载刃具,对于工业零部件难切削材料诸如不锈钢、球墨铸铁、钛合金等均可以实现高效的材料去除。此外,高精度a1系列机床的主轴跳动及床结构精度,可以有效保证对镗孔的同轴度,满足精密工业零件的制造需求。


通用技术沈阳机床-μ1000/5ST-500V五轴联动立式加工中心

通用技术沈阳机床-μ1000/5ST-500V五轴联动立式加工中心.png

通用技术沈阳机床-μ1000/5ST-500V五轴联动立式加工中心


适用于国家重点领域复杂箱体零件的多面加工。加工材料除普通结构钢外,有钛合金、高温合金等。能在一次装夹下完成镗孔、钻孔、铰孔、攻丝和粗、精铣加工,具有高效率、高精度、高可靠性。单机可用于多品种小批量零件生产,也可以根据用户需要联入生产线进行批量零件生产。

 

北京精雕-精雕五轴高速加工中心JDGR300

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北京精雕-精雕五轴高速加工中心JDGR300


JDGR300五轴高速加工中心合理的软硬件配置、稳定的加工精度和机床本身优良的用刀能力保证了该款钛合金压缩机叶轮加工过程中刀具磨损小,同时配合合理的工艺措施,例如,以摆线加工的方式进行粗加工,有效利用侧刃切削,防止刀具过快磨损。最终实现5h56min高效加工出高质量的钛合金叶轮

 

 展览亮点 

2023 ITES深圳工业展旗下的深圳国际金属切削机床展汇聚全球高端智能装备、创新应用技术解决方案及前沿工业思想,致力于为机加工/精密零件制造、模具及配件制造、汽车/摩托车整车及零部件、新能源技术、3C及电子制造、医疗器械、家电及厨卫、金属制品等行业,提供降本增效、绿色制造、数字化发展的专业解决方案。