Usinagem CNC de Titânio —
Ti-6Al-4V, Grau 2 e Mais
O titânio oferece a melhor relação resistência/peso de qualquer metal estrutural — combinado com resistência à corrosão e biocompatibilidade excepcionais. Somos especializados em usinagem de titânio aeroespacial e médico.
Por que escolher titânio?
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.
Titânio vs Aço vs Alumínio
Graus de Titânio que Usinamos
Quatro graus de titânio para aplicações aeroespaciais, médicas, de processamento químico e industriais.
Titânio comercialmente puro (CP) — sem adições de liga. O Grau 2 oferece a melhor resistência à corrosão de todos os graus, excelente conformabilidade e biocompatibilidade excepcional. Mais macio e mais fácil de usinar do que as ligas.
Ti-6Al-4V é a liga de titânio mais utilizada — 6% alumínio e 4% vanádio conferem resistência comparável ao aço com apenas 56% da densidade. A escolha padrão para componentes estruturais aeroespaciais e dispositivos médicos.
Variante ELI do Ti-6Al-4V com níveis rigorosamente controlados de oxigênio, nitrogênio, carbono e ferro. Tenacidade à fratura superior para aplicações implantáveis de longo prazo. Escolha preferida para parafusos ósseos, gaiolas espinhais e implantes dentários.
Uma liga de menor resistência com excelente trabalhabilidade a frio e soldabilidade. Amplamente utilizada em tubulações, quadros de bicicleta e equipamentos esportivos onde são necessárias resistência moderada e baixo peso.
Especificações de Usinagem de Titânio
Propriedades-chave para os três graus de titânio mais solicitados.
| Propriedade | Grade 2 (CP) | Grade 5 (Ti-6-4) | Grade 23 (ELI) |
|---|---|---|---|
| Densidade | 4.51 g/cm³ | 4.43 g/cm³ | 4.43 g/cm³ |
| Resistência à Tração | 344 MPa | 950 MPa | 930 MPa |
| Limite de Escoamento | 275 MPa | 880 MPa | 860 MPa |
| Alongamento | 20% | 14% | 15% |
| Usinabilidade vs Aço | ~40% | ~25% | ~25% |
| Biocompatibilidade | Excelente | Excelente | Excelente (ELI) |
| Resistência à Corrosão | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★★☆ |
| Temp. Máx. de Serviço | 300°C | 315°C | 315°C |
Acabamentos Superficiais para Titânio
O titânio aceita uma gama de tratamentos superficiais que melhoram suas propriedades.
Como usinado
Ra 1,6–3,2 μm. Superfície de titânio brilhante com marcas de ferramenta visíveis. Adequado para peças estruturais não cosméticas.
Jateamento
Textura fosca uniforme Ra 1,0–2,0 μm. Remove marcas de usinagem para acabamento cosmético consistente em implantes e peças aeroespaciais.
Anodização (Tipo II)
A anodização do titânio produz cor por interferência óptica — dourado, azul, roxo, verde. Não condutora, decorativa. Sem agentes galvânicos.
Polimento
Polimento manual a Ra <0,4 μm para superfícies de grau implante. Reduz concentradores de tensão em peças de titânio críticas para fadiga.
Passivação
Passivação com ácido nítrico ou cítrico conforme ASTM A967. Elimina contaminação de usinagem e reforça a camada de óxido passivo.
Revestimento PVD
Deposição física de vapor TiN, TiAlN, CrN. Adiciona 2–8 μm de revestimento duro e resistente ao desgaste sem afetar a biocompatibilidade do substrato de titânio.
Tamboreamento
Rebarbagem em massa e arredondamento de arestas. Remove arestas vivas de furos e cavidades usinados sem alteração dimensional.
Marcação a Laser
Gravação permanente de UDI, número de série ou logotipo diretamente no titânio. Necessário para rastreabilidade de implantes FDA Classe II/III.
Dicas de Projeto para Usinagem CNC de Titânio
O titânio é notoriamente difícil de usinar. Estas diretrizes previnem o desgaste de ferramentas e o acúmulo de calor.
- O titânio tem condutividade térmica muito baixa (~16 W/m·K vs 200 para alumínio) — o calor se concentra na zona de corte. Use fluido de corte em abundância; nunca usine titânio a seco.
- A aresta postiça de corte (BUE) é o principal modo de falha ao usinar titânio. Use ferramentas de metal duro afiadas e ângulos de saída elevados; não deixe a ferramenta estacionária no corte.
- Espessura de parede mínima de 1,0 mm para titânio — paredes mais finas flexionam e vibram durante o corte, produzindo marcas de vibração e desvios de tolerância.
- Cavidades profundas (profundidade > 4× largura) são desafiadoras no titânio. A evacuação de cavacos é crítica — use ciclos de furação a picada e fluido de corte abundante.
- Especifique Ti-6Al-4V ELI (Grau 23) em vez do Grau 5 para qualquer aplicação implantável — os requisitos de controle intersticial são diferentes.
- O retorno elástico do titânio é maior que o do aço — permita 5–10% de sobre-dobramento para qualquer característica conformada.
Expertise em Grau Médico e Implante
A Ginwate usina titânio de grau implante conforme os padrões ASTM F136 e ISO 5832-3 com documentação completa de rastreabilidade.
Solicitar Orçamento MédicoAnodização de Titânio
A anodização de titânio produz cor por interferência óptica — sem corantes. Usada em instrumentos cirúrgicos para codificação por cor por tamanho.
Perguntar sobre anodizaçãoAplicações Comuns
Peças CNC de titânio servem as aplicações mais exigentes nos setores aeroespacial, médico e industrial.
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