Usinage CNC du Titane —
Ti-6Al-4V, Grade 2 & Plus
Le titane offre le meilleur rapport résistance/poids de tous les métaux structurels — associé à une résistance à la corrosion et une biocompatibilité exceptionnelles. Nous sommes spécialisés dans l'usinage de titane aérospatial et médical.
Pourquoi choisir le titane ?
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.
Titane vs Acier vs Aluminium
Nuances de Titane que nous Usinons
Quatre nuances de titane pour les applications aérospatiales, médicales, de traitement chimique et industrielles.
Titane commercialement pur (CP) — sans additions d'alliage. Le Grade 2 offre la meilleure résistance à la corrosion de tous les grades, excellente formabilité et biocompatibilité remarquable. Plus doux et plus facile à usiner que les alliages.
Ti-6Al-4V est l'alliage de titane le plus utilisé — 6 % aluminium et 4 % vanadium lui confèrent une résistance comparable à l'acier à seulement 56 % de sa densité. Le choix par défaut pour les pièces structurales aérospatiales et les dispositifs médicaux.
Variante ELI de Ti-6Al-4V avec des niveaux rigoureusement contrôlés en oxygène, azote, carbone et fer. Ténacité à la rupture et résistance à la propagation des fissures supérieures pour les applications implantables à long terme.
Un alliage de résistance inférieure avec une excellente aptitude au travail à froid et à la soudabilité. Largement utilisé dans les tubes, cadres de vélos et équipements sportifs.
Spécifications d'Usinage du Titane
Propriétés clés pour les trois grades de titane les plus commandés.
| Propriété | Grade 2 (CP) | Grade 5 (Ti-6-4) | Grade 23 (ELI) |
|---|---|---|---|
| Densité | 4.51 g/cm³ | 4.43 g/cm³ | 4.43 g/cm³ |
| Résistance à la Traction | 344 MPa | 950 MPa | 930 MPa |
| Limite d'Élasticité | 275 MPa | 880 MPa | 860 MPa |
| Allongement | 20% | 14% | 15% |
| Usinabilité vs Acier | ~40% | ~25% | ~25% |
| Biocompatibilité | Excellent | Excellent | Excellent (ELI) |
| Résistance à la Corrosion | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★★☆ |
| Temp. Max. de Service | 300°C | 315°C | 315°C |
Finitions de Surface pour le Titane
Le titane accepte une gamme de traitements de surface qui améliorent ses propriétés.
État d'usinage
Ra 1,6–3,2 μm. Surface de titane brillante avec marques d'outils. Convient aux pièces structurales non cosmétiques.
Grenaillage
Texture mate uniforme Ra 1,0–2,0 μm. Supprime les marques d'usinage pour un fini cosmétique homogène sur implants et pièces aérospatiales.
Anodisation (Type II)
L'anodisation du titane produit des couleurs par interférence optique — or, bleu, violet, vert. Non conductrice, décorative. Sans agents de galvanisation.
Polissage
Polissage manuel à Ra <0,4 μm pour surfaces de grade implant. Réduit les concentrations de contraintes sur les pièces en titane critiques à la fatigue.
Passivation
Passivation à l'acide nitrique ou citrique selon ASTM A967. Élimine la contamination d'usinage et renforce la couche d'oxyde passive.
Revêtement PVD
Dépôt physique en phase vapeur TiN, TiAlN, CrN. Ajoute 2–8 μm de revêtement dur sans affecter la biocompatibilité du substrat titanium.
Ébavurage par Tonneau
Ébavurage en masse et arrondissement des bords. Supprime les arêtes vives des trous et cavités usinés sans modification dimensionnelle.
Marquage Laser
Gravure permanente UDI, numéro de série ou logo directement dans le titane. Requis pour la traçabilité des implants FDA Classe II/III.
Conseils de Conception pour l'Usinage CNC du Titane
Le titane est notoirement difficile à usiner. Ces directives préviennent l'usure des outils et l'accumulation de chaleur.
- Le titane a une très faible conductivité thermique (~16 W/m·K vs 200 pour l'aluminium) — la chaleur se concentre dans la zone de coupe. Utiliser un arrosage abondant ; ne jamais usiner le titane à sec.
- L'arête rapportée (BUE) est le principal mode de défaillance lors de l'usinage du titane. Utiliser des outils en carbure affûtés et ne pas laisser l'outil stationnaire dans la coupe.
- Épaisseur de paroi minimale 1,0 mm pour le titane — des parois plus minces fléchissent et vibrent lors de la coupe.
- Les poches profondes (profondeur > 4× largeur) sont délicates en titane. L'évacuation des copeaux est critique — utiliser des cycles de perçage et un arrosage abondant.
- Spécifier Ti-6Al-4V ELI (Grade 23) plutôt que Grade 5 pour toute application implantable — les exigences de contrôle interstitiel sont différentes.
- Le retour élastique du titane est supérieur à l'acier — prévoir 5–10 % de sur-pliage pour les caractéristiques formées.
Expertise en Grade Médical et Implant
Ginwate usine le titane de grade implant selon les normes ASTM F136 et ISO 5832-3 avec une documentation de traçabilité complète.
Demander un Devis MédicalAnodisation du Titane
L'anodisation du titane produit des couleurs par interférence optique — sans colorants. Utilisée dans les instruments chirurgicaux pour le codage couleur par taille.
Renseignements sur l'anodisationApplications Courantes
Les pièces CNC en titane servent les applications les plus exigeantes dans l'aérospatial, le médical et l'industrie.
Services Connexes
Usinage de l'Aluminium
6061, 7075, 2024 — matériau le plus rapide et économique pour la plupart des applications.
Acier Inoxydable
304, 316L, 17-4 PH — là où la résistance à la corrosion, la sécurité alimentaire ou la résistance sont critiques.
Usinage 5 axes
Géométries complexes en titane — supports aérospatiaux, implants médicaux, pièces de turbine — en une seule prise.
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