בתעשיית הייצור היום, טיטניום והסגסוגות של המתכת המיוחדת הזו הפכו לנפוצים מאוד ביישומים של תעופה וחלל, רכב ותחבורה ציוד רפואי ומערכות ביטחוניות למיניהן. מתכת פופולארית ויקרה זו מציגה עמידות מעולה לחלודה, קורוזיה ונזקים מכימיקלים ובנוסף היא חזקה מאוד אך גם קלת משקל. אך לצד שפע אדיר של יתרונות הנדסיים ופיזיקליים, עיבוד טיטניום בהחלט יכולה להיות משימה מורכבת וייחודית לעומת עיבוד וייצור עם מתכות אחרות.

טיטניום היא ללא ספק מתכת מיוחדת ואיכותית מאוד עבור מגוון רחב של יישומים. היא יותר חזקה מפלדה אבל משמעותית קלה ממנה, היא דומה באלמנטים מסוימים לאלומיניום אך מציעה ביצועים משופרים בהיבטים הנדסיים ומכאניים רבים, היא מספקת תכונות מעולות של עמידות בפני דפורמציה ועוד שלל יתרונות ויכולות. יחד עם זאת, מדובר על אחת המתכות היקרות בתעשיית הייצור על גווניה הרבים ויש לה “דרישות” ספציפיות בכל הנוגע לעיבוד שבבי וייצור רכיבים. הכנו עבורכם מדריך מקיף ומקצועי לגבי עיבוד טיטניום וכל מה שצריך לדעת בהקשר לייצור חלקים ורכיבים עם סגסוגות טיטניום.

סוגים וסגסוגות של טיטניום

טיטניום היא מתכת הזמינה במגוון סוגים וסגסוגות, כולל כ-40 דירוגי ASTM לסגסוגות טיטניום ועוד כמה סגסוגות. יש מתכות טיטניום טהורות, אך אלו יקרות מאוד ונדירות יחסית בתעשייה, כאשר הסגסוגת הנפוצה ביותר היא ככל הנראה טיטניום בדירוג 5, סגסוגת עם 6% אלומיניום ו-4% ואנדיום. באופן כללי, עיבוד טיטניום מקבל יחס די אחיד ושווה עבור מרבית הסגסוגות וסוגי הטיטניום שאיתו עובדים, אך ישנם הבדלים מסוימים שיש לקחת בחשבון לפני בחירת שיטת העיבוד האידיאלית.

היבטים חשובים בעיבוד טיטניום

יש כמה נושאים והיבטים חשובים שיש להכיר ולקחת בחשבון כאשר מעבדים סגסוגות טיטניום, בעיקר בהקשר לתקלות וקשיים העשויים להתגלות בתהליך העיבוד והייצור. בטיפול נכון ועם מיכון העיבוד המתאים, נושאים אלו מטופלים בצורה טובה ואפקטיבית, אך יש להכירם לפני כניסה לתהליכי עיבוד שבבי וייצור רכיבים מבוססי טיטניום.

  • קיבוע החומר בזמן עבודה ותנועתיות כלי העיבוד: אמנם טיטניום היא מתכת המציעה תכונות חומר רצויות וטובות יותר לעומת פלדה ממוצעת, אך לא אחת זו מתכת שגגם מתנהגת בצורה יותר גמישה והיא לא תמיד קשיחה כמו מתכות אחרות. זה מצריך קיבוע חזק של הטיטניום המעובד וכוונון כמה שיותק קשיח של מכונת העיבוד עצמה. שיקולים מכאניים נוספים שיש לקחת בחשבון הם להימנע מהפרעות או עצירות בחיתוכים ושמירה על כלי העיבוד בתנועה כל זמן שיש מגע עם חומר הגלם המעובד. השתהות בחור קידוח או עצירת כלי העיבוד צמוד לקיר פרופיל טיטניום יגרום לראש העיבוד לשפשף את המתכת, מה שייצור עודף חום ויכול להקשות את נקודת העיבוד ולשחוק את הכלי מוקדם מדי.
  • יצירת חום: חימום יתר הוא אויב משמעותי בעיבוד טיטניום, בעיקר כאשר מדובר על סגסוגות טיטניום הכוללות חומרים ההופכים את המתכת לקשה יותר מטיטניום טהור. כך שיש לקחת בחשבון מהירויות עיבוד והזנה כדי להימנע מחיכוך יתר של כלי העיבוד עם המתכת, מה שיגרום גם לנזקי חום עודף לרכיב המיוצר וגם לשחיקה מהירה של כלי העיבוד. מסיבה זו, בעיבוד שבבי של טיטניום במקרים רבים בוחרים במהירויות סיבובי מנוע נמוכות יותר ובעומס שבבי גבוה יותר (הזנה מהירה יותר של חומר הגלם), כמו גם שימוש בחומרי קירור בלחץ גבוה.
  • שחיקת החומר והצטברות חומר גלם על ראש העיבוד: המשוכה הבאה שיש להתחשב בה בעיבוד טיטניום היא שלטיטניום יש נטייה להיצמד לכלי החיתוך והעיבוד, מה שפוגע כמובן בתפקוד ראש העיבוד ובתוצאות שהוא מספק וגם יכול ליצור שחיקה ופגיעה ברכיב המיוצר ובאלמנטים בגימור שלו. זהו נושא מורכב ורגיש, אשר ניתן לצמצם את הסיכון שלו באמצעות שימוש בכמויות גדולות של נוזל קירור המיושם בלחץ גבוה על אזור העיבוד – במטרה להסיר שבבי טיטניום הכי מהר שאפשר מרגע שהם נוצרים ע”י ראש העיבוד. נקודה זו רלוונטית בכל מקרה, אך בעיקר במקרים של עיבוד טיטניום טהור.

פתרונות ייעודיים לעיבוד טיטניום

בעוד שהדאגות העיקריות בעיבוד סגסוגות טיטניום משתנות בהתאם לסוג החומר המדויק ולמהות הרכיב שיש לייצר, השיטות להתגבר על קשיים ודאגות אלו נותרות סה”כ די קבועות. הקונספט המרכזי הוא להימנע משחיקה מוגברת של החומר, למנוע יצירת חום והתקשות האזור המעובד ולמנוע הסטה של כלי העיבוד או חלק הטיטניום המעובד. יש להשתמש בהרבה נוזל קירור בלחץ גבוה, לשמור על מהירויות עיבוד נמוכות ומהירויות הזנה גבוהות יחסית, לשמור על כלי העיבוד בתנועה כאשר הוא בא במגע עם הטיטניום ולהשתמש ב-Setup קשיח ככל שניתן.

בנוסף, פתרונות עיבוד טיטניום מצריכים בחירת כלי עיבוד מתאים, גם בצורה ובגודל כמו בכל משימת עיבוד שבבי אך גם מבחינת הציפוי של ראש העיבוד עצמו. הכוונה היא שיש צורך בראש עיבוד עם ציפוי המתאים להתמודד עם תכונות הטיטניום ועם יצירת החום הגבוהה המעורבת בעיבוד חומר גלם זה. ראש עיבוד מתאים גם יצמצם את הסיכון לשחיקת חומר. דוגמא לראש עיבוד מתאים היא למשל כזה הכולל ציפוי מיוחד של אלומיניום וטיטניום חנקתיים.

בנוסף לכל מה שכבר הזכרנו, יש עוד מכלול של טכניקות עיבוד שבבי ייעודיות ומיוחדות לפרויקטים של עיבוד טיטניום – כולן קשורות לתכונות המיוחדות של מתכת זו והסגסוגות התעשייתיות שלה. כך שבהחלט יש צורך בידע מקצועי ספציפי ומתמחה כדי לבצע עיבוד איכותי, אמין ועמיד של רכיבי טיטניום וגם במיכון עיבוד שבבי המתאים למהות המשימה. כאשר עיקר בצורך במיכון ייחודי הוא בראשי העיבוד ובכוונון נכון של המערכת למאפייני הטיטניום – על פי רוב לא צריך מכונת CNC מיוחדת רק לצורך עיבוד וייצור של רכיבי טיטניום.

כך שעיבוד טיטניום הוא לאו דווקא קשה מקצועית ותפעולית, אך בהחלט מדובר על תחום פרטני בעיבוד שבבי אשר דורש מיומנות חזקה ומקיפה, את כלי העבודה המתאימים ואת כל מערך היכולות אשר מספק רכיבים חסרי פשרות ליישומים הדורשים את התכונות המצוינות של סגסוגות טיטניום.

לאיזה צרכים משתמשים בטיטניום?

לבסוף, ניגע בקצרה בשימושים והצרכים שבהם פונים לסגסוגות טיטניום כדי ליצור רכיבים וחלקים. למתכת הטיטניום תכונות פיזיקליות ומכאניות רבות וטובות – חוזק גבוה, משקל נמוך, עמידות מעולה לחום, חלודה ושחיקה כימית, עמידות לדפורמציות מכאניות וכן הלאה. כאשר במקביל הטיטניום היא מתכת יקרה יחסית להפקה ולעיבוד, לכן השימוש בה יהיה עבור מוצרים המחייבים את הטוב ביותר ואת השילוב האופטימאלי של תכונות שמתכת זו מספקת.

כך ניתן לראות שימוש נרחב והולך וגובר בטיטניום לייצור רכיבים למטוסים, מסוקים ומערכות אוויריות אחרות, עבור רכיבים בתחום הנדסת החלל, חלקי פרימיום מיוחדים לתעשיית הרכב וליישומים רפואיים מתקדמים המצריכים חוזק, משקל נמוך, עמידות גבוהה והולכת חשמל נמוכה. כמו כן, אפשר היום לראות גם שימושים מסוימים בטיטניום באדריכלות והנדסה אזרחית – למשל בחיפויים מיוחדים למבנים וכאשר יש צורך בתשתיות מתכת עם עמידות מעולה מפני חלודה (למשל בסביבות קרובות לים).

זקוקים לשירותי עיבוד טיטניום ורוצים לוודא שאתם מקבלים תמורה מלאה ואופטימאלית להשקעה שלכם ברכיב המורכב והיקר שאתם זקוקים לו? פנו ליעקובוביץ חיים ונשמח לעזור לכם ולספק לכם את שירותינו המקצועיים בעיבוד שבבי.

לקבלת הצעת מחיר
[contact-form-7 404 "לא נמצא"]