チタンCNC加工 —
Ti-6Al-4V、グレード2など
チタンはあらゆる構造金属の中で最高の比強度を誇り、優れた耐腐食性と生体適合性を兼ね備えています。航空宇宙・医療グレードのチタン加工を専門としています。
なぜチタンを選ぶのか？
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.
チタン vs スチール vs アルミニウム
加工可能なチタングレード
航空宇宙、医療、化学処理、一般産業用途をカバーする4つのチタングレード。
工業用純チタン（CP）— 合金添加なし。グレード2はすべてのチタングレードで最高の耐腐食性、優れた成形性、卓越した生体適合性を持ちます。合金より柔らかく加工しやすい。
Ti-6Al-4Vは最も広く使用されるチタン合金 — 6%アルミと4%バナジウムが鋼に匹敵する強度を密度56%で実現。航空宇宙構造部品と医療機器のデフォルト選択肢。
Ti-6Al-4VのELI（超低インタースティシャル）バリアント。酸素・窒素・炭素・鉄を厳格に管理。長期埋め込み用途のための優れた破壊靱性。骨スクリュー、脊椎ケージ、歯科インプラントに最適。
冷間加工性と溶接性に優れた低強度合金。グレード5の全コストなしに中程度の強度と軽量が求められる配管、自転車フレーム、スポーツ機器に広く使用。
チタン加工仕様
最もよく注文される3チタングレードの主要特性。
| 特性 | Grade 2 (CP) | Grade 5 (Ti-6-4) | Grade 23 (ELI) |
|---|---|---|---|
| 密度 | 4.51 g/cm³ | 4.43 g/cm³ | 4.43 g/cm³ |
| 引張強度 | 344 MPa | 950 MPa | 930 MPa |
| 耐力 | 275 MPa | 880 MPa | 860 MPa |
| 伸び | 20% | 14% | 15% |
| 鋼との比較での被削性 | ~40% | ~25% | ~25% |
| 生体適合性 | 優秀 | 優秀 | 優秀（ELI） |
| 耐腐食性 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★★☆ |
| 最高使用温度 | 300°C | 315°C | 315°C |
チタンの表面仕上げ
チタンはその優れた特性をさらに高める様々な表面処理に対応しています。
加工後そのまま
Ra 1.6–3.2 μm。工具マークが見える明るいチタン表面。非外観構造部品に適します。
ショットブラスト
均一なマット質感 Ra 1.0–2.0 μm。インプラントと航空宇宙の一貫した外観仕上げのために加工マークを除去。
陽極酸化（タイプII）
チタン陽極酸化は光学干渉で色を生成 — ゴールド、ブルー、パープル、グリーン。非導電性・装飾用。メッキ剤不使用。
研磨
インプラントグレード表面のためにRa <0.4 μmに手動研磨。疲労クリティカルなチタン部品の応力集中部を低減。
不動態化
ASTM A967に準拠した硝酸または有機酸不動態化。加工汚染を除去し受動酸化層を強化。
PVDコーティング
TiN、TiAlN、CrN物理蒸着。チタン基板の生体適合性に影響を与えずに2–8 μmの硬質耐摩耗コーティングを追加。
バレル研磨
バルクメディアバリ取りとエッジR付け。寸法変化なしに加工穴とポケットの鋭利なエッジを除去。
レーザーマーキング
チタンへの永久的なUDI、シリアル番号、ロゴ刻印。FDA クラスII/IIIインプラントのトレーサビリティに必要。
チタンCNC加工の設計ヒント
チタンは加工が難しいことで知られています。このガイドラインで工具摩耗、熱蓄積、寸法精度の問題を防止できます。
- チタンの熱伝導率は非常に低い（~16 W/m·K、アルミの200と比較）— 切削ゾーンに熱が集中します。フラッドクーラントまたはスルースピンドルクーラントを使用し、乾式加工は絶対にしないでください。
- 溶着（BUE）はチタン加工での主な不具合モードです。鋭利な超硬工具と高すくい角を使用し、切削中に工具を静止させないでください。
- チタンの最小肉厚は1.0 mm — 薄い壁は切削中にたわみ振動し、びびりマークと寸法不良が発生します。
- 深いポケット（深さ > 幅の4倍）はチタンで難しい。切りくず排出が重要です — 深いフィーチャにはペッキングサイクルと大量のクーラントを使用してください。
- 埋め込み用途にはグレード5ではなくTi-6Al-4V ELI（グレード23）を指定してください — インタースティシャル制御要件が異なります。
- チタンのスプリングバックは鋼より高い — 成形フィーチャには5–10%の過剰曲げを許容してください。
医療・インプラントグレードの専門知識
GinwateはASTM F136およびISO 5832-3規格に準拠したインプラントグレードチタンを完全なトレーサビリティドキュメントと共に加工します。
医療用見積りを依頼一般的な用途
チタンCNC部品は航空宇宙、医療、産業分野で最も要求の高い用途に対応します。
