Titan-CNC-Bearbeitung —
Ti-6Al-4V, Grade 2 & mehr
Titan bietet das beste Festigkeits-Gewichts-Verhältnis aller Strukturmetalle — kombiniert mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität. Wir sind auf Luft- und Raumfahrt- und medizinische Titanbearbeitung spezialisiert.
Warum Titan wählen?
Titanium offers a combination of properties found in no other metal: the strength of steel at roughly half the density, complete immunity to seawater and body-fluid corrosion, and a biocompatibility that allows it to integrate directly with bone and soft tissue. No other metal does all three simultaneously.
The challenge is machinability. Titanium has very low thermal conductivity, meaning heat generated during cutting stays concentrated at the tool tip rather than dispersing through the workpiece. This accelerates tool wear dramatically. Ginwate uses coolant-through carbide tooling, HSMWorks-optimised adaptive toolpaths, and grade-specific parameters refined over years of titanium production to maximise tool life and maintain precision.
Ti-6Al-4V (Grade 5) accounts for over 50% of all titanium usage globally. It is the starting point for most aerospace structural and medical device applications. Where implantable biocompatibility is the primary requirement, Grade 23 (ELI) provides tighter interstitial control per ASTM F136.
Titan vs. Stahl vs. Aluminium
Titansorten, die wir bearbeiten
Vier Titansorten für Luft- und Raumfahrt, Medizin, chemische Verfahrenstechnik und allgemeine Industrie.
Kommerziell reines (CP) Titan — keine Legierungszusätze. Grad 2 bietet die beste Korrosionsbeständigkeit aller Titansorten, ausgezeichnete Umformbarkeit und hervorragende Biokompatibilität. Weicher und leichter zu bearbeiten als Legierungen.
Ti-6Al-4V ist die am weitesten verbreitete Titanlegierung — 6 % Aluminium und 4 % Vanadium geben ihr Festigkeit vergleichbar mit Stahl bei nur 56 % der Dichte. Standardwahl für Luft- und Raumfahrtstrukturen und Medizinprodukte.
ELI-Variante von Ti-6Al-4V mit streng kontrollierten Sauerstoff-, Stickstoff-, Kohlenstoff- und Eisengehalten. Überlegene Bruchzähigkeit für langfristig implantierbare Anwendungen. Bevorzugte Wahl für Knochenschrauben, Wirbelkäfige und Zahnimplantate.
Eine niedrigfeste Legierung mit ausgezeichneter Kaltumformbarkeit und Schweißbarkeit. Weit verbreitet in Rohren, Fahrradrahmen und Sportgeräten, wo mäßige Festigkeit und geringes Gewicht gefragt sind.
Titan-Bearbeitungsspezifikationen
Wichtigste Eigenschaften für die drei am häufigsten bestellten Titansorten.
| Eigenschaft | Grade 2 (CP) | Grade 5 (Ti-6-4) | Grade 23 (ELI) |
|---|---|---|---|
| Dichte | 4.51 g/cm³ | 4.43 g/cm³ | 4.43 g/cm³ |
| Zugfestigkeit | 344 MPa | 950 MPa | 930 MPa |
| Streckgrenze | 275 MPa | 880 MPa | 860 MPa |
| Dehnung | 20% | 14% | 15% |
| Zerspanbarkeit vs. Stahl | ~40% | ~25% | ~25% |
| Biokompatibilität | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet (ELI) |
| Korrosionsbeständigkeit | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★★☆ |
| Max. Betriebstemperatur | 300°C | 315°C | 315°C |
Oberflächenbehandlungen für Titan
Titan nimmt eine Reihe von Oberflächenbehandlungen an, die seine Eigenschaften verbessern.
Wie bearbeitet
Ra 1,6–3,2 μm. Helle Titanoberfläche mit sichtbaren Werkzeugspuren. Geeignet für nicht-kosmetische Strukturteile.
Kugelstrahlen
Gleichmäßige matte Textur Ra 1,0–2,0 μm. Entfernt Bearbeitungsmarks für ein einheitliches kosmetisches Finish bei Implantaten und Luft- und Raumfahrt.
Eloxierung (Typ II)
Titan-Eloxierung erzeugt Farbe durch optische Interferenz — Gold, Blau, Lila, Grün. Nicht leitend, dekorativ. Keine Galvanisierungsmittel.
Polieren
Manuelles Polieren auf Ra <0,4 μm für Oberflächen in Implantatqualität. Reduziert Spannungserhöhungen bei ermüdungskritischen Titanteilen.
Passivierung
Passivierung mit Salpeter- oder Zitronensäure gemäß ASTM A967. Entfernt Bearbeitungsverunreinigungen und stärkt die passive Oxidschicht.
PVD-Beschichtung
TiN, TiAlN, CrN physikalische Gasphasenabscheidung. Fügt 2–8 μm harte, verschleißfeste Beschichtung hinzu, ohne die Biokompatibilität des Titansubstrats zu beeinträchtigen.
Trommelentgraten
Massenentgraten und Kantenverrundung. Entfernt scharfe Kanten aus bearbeiteten Bohrungen und Taschen ohne Maßänderung.
Laserbeschriftung
Permanente UDI-, Serien- oder Logografierung direkt in Titan. Erforderlich für FDA-Klasse II/III-Implantat-Rückverfolgbarkeit.
Design-Tipps für Titan-CNC-Bearbeitung
Titan ist berüchtigt schwer zu bearbeiten. Diese Richtlinien verhindern Werkzeugverschleiß, Wärmeaufbau und Maßungenauigkeit.
- Titan hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit (~16 W/m·K vs. 200 für Aluminium) — Wärme konzentriert sich in der Schneidzone. Flutkühlmittel oder Spindelkühlmittel verwenden; Titan nie trocken bearbeiten.
- Aufbaukante ist der häufigste Versagensmodus bei der Titanbearbeitung. Scharfe Hartmetallwerkzeuge und hohe Spanwinkel verwenden; das Werkzeug darf im Schnitt nicht still stehen.
- Mindestwandstärke 1,0 mm für Titan — dünnere Wände biegen und vibrieren beim Schneiden und verursachen Rattermarks und Maßfehler.
- Tiefe Taschen (Tiefe > 4× Breite) sind bei Titan anspruchsvoll. Spanabfuhr ist kritisch — Pecking-Zyklen und reichlich Kühlmittel für tiefe Merkmale verwenden.
- Ti-6Al-4V ELI (Grad 23) statt Grad 5 für implantierbare Anwendungen angeben — die Anforderungen an die Interstitialkontrolle sind verschieden.
- Titan-Rückfederung ist höher als bei Stahl — 5–10 % Überbiegen bei geformten Merkmalen einplanen.
Medizinische und Implantat-Qualität
Ginwate bearbeitet Titan in Implantatqualität nach ASTM F136 und ISO 5832-3 mit vollständiger Rückverfolgbarkeitsdokumentation.
Medizinisches Angebot anfordernTitan-Eloxierung
Die Titan-Eloxierung erzeugt Farbe durch optische Interferenz — ohne Farbstoffe. Wird in Chirurgieinstrumenten zur Farbkodierung nach Größe verwendet.
Über Eloxierung informierenHäufige Anwendungen
CNC-Titanteile dienen den anspruchsvollsten Anwendungen in Luft- und Raumfahrt, Medizin und Industrie.
Verwandte Leistungen
Aluminium-Bearbeitung
6061, 7075, 2024 — das schnellste, kostengünstigste Material für die meisten Anwendungen.
Edelstahl
304, 316L, 17-4 PH — wo Korrosionsbeständigkeit, Lebensmittelsicherheit oder Festigkeit entscheidend sind.
5-Achs-Bearbeitung
Komplexe Titan-Geometrien — Luftfahrt-Halterungen, medizinische Implantate, Turbinenteile — in einer Aufspannung.
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