Teile aus Titan für die Luft- und Raumfahrt oder die Medizintechnik

Vorrichtungen, Halterungen und Mess-Schablonen aus Titan und Titanlegierungen in der Herstellung von Prototypen und Kleinserien

Passgenaue Prototypen und Kleinserien mit hoher Oberflächengüte aus Titan und Titanlegierungen werden bei Gloss Matrix GmbH hergestellt

Titan Oberfläche

Titan ist ein anspruchsvoller Werkstoff. Er fordert viel Erfahrung in der Herstellung von Prototypen und Kleinserienteilen

Titan wird immer dann genutzt, wenn eine hohe Zugfestigkeit bei geringem Gewicht und eine besondere Korrosionsfestigkeit gefordert sind. Das Material ist antimagnetisch und in hohe Maß biokompatibel. In der Zugfestigkeit kann es je nach Legierung an hochfeste Stähle heranreichen. Durch Schmiedeprozesse kann die Zugfestigkeit noch erhöht werden. Eine Oxidschicht passiviert Titan bereits bei normaler Umgebungsluft und Raumtemperatur. Sie verleiht ihm eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber aggressiven Medien wie chlorhaltigen Gasen, Meerwasser, Alkalilaugen, Alkohol und kalten Säuren.

Der Schmelzpunkt des Metalls liegt bei 1677 °C, der Siedepunkt bei 3262 °C. Die unterschiedlichen Titanlegierungen mit den verschiedenen Anteilen an Aluminium und Vanadium ermöglichen Materialvarianten von weich bis hart. Auf diese Eigenschaften treffen wir in der Bearbeitung.

Tücken in der Bearbeitung von Titan und Titanlegierungen

Die besonderen Eigenschaften wirken in der Verarbeitung bei der Verformbarkeit, der Kaltverfestigung, der Spanbildung, der leichten Brennbarkeit der Späne, der Bildung von Spannungen durch Wärmeeintrag.

Verglichen mit Stahl ist bei der Verarbeitung von Titan vieles anders. Reintitan lässt sich noch relativ gut verformen. Dies ist bei manchen Titanlegierungen nur noch begrenzt möglich. Die Werkzeuge und die Bearbeitungsparameter müssen an die Härte, Kaltverfestigung und Spannungsbildung angepasst werden. Die Neigung zur Kaltverfestigung kann bei der spanabhebenden Bearbeitung hinderlich wirken. Bei einer zu starken Reibung an der Schneide kann dies dazu führen, dass das Werkzeug schnell stumpf wird oder sich fest frisst. Scharfe Werkzeuge, die richtigen Schritt- und Schnittparameter und die ideale Spanbildung sind die wichtigen Parameter. Auch die Härte der Werkzeuge sowie die Hitzebeständigkeit ihrer Beschichtungen müssen der Härte des Werkstoffs angemessen sein. Erschwerend wirkt sich auf die Bearbeitung von Titan auch die Kombination der Eigenschaften wie Elastizität und Zugfestigkeit aus. Titan bildet im Verarbeitungsprozess lange Späne, die zum Verkleben neigen. Dies kann das Festfressen der Werkzeuge noch beschleunigen. Daher ist eine besondere Kühlung mit einem Wasser-Öl-Gemisch notwendig, damit sich die Späne nicht entzünden.

Wenn Werkstücke für Bauteile aufgrund der aufwändigen spanabhebenden Bearbeitung bereits vorgeformt sind, können Bearbeitungszeiten eingespart werden. Dies macht aufwändige Spannvorrichtungen notwendig.

Die geforderten genauen Toleranzen tragen zur Komplexität der Bearbeitung bei.

Wir setzen fortschrittliche Werkzeuge in Kombination mit besonderen Schneidstoffsorten, innovativen Geometrien und Spanformern ein. Dadurch können wir komplexe Formen auch unter Einhaltung genauer Toleranzen fertigen.

Bei der Bearbeitung von Titan kann man eine Tendenz zu Schneidkantenausbrüchen beim Ein- und Austritt der Werkzeuge beobachten. Die richtige Schärfe und eventuell die PVD-Beschichtung der Werkzeuge helfen, die Ausbrüche und eine Überhitzung bei höheren Bearbeitungsparametern zu vermeiden.

So erreichen wir Spanflächen mit einer hohen Oberflächengüte und wirken einer Aufbauschneidenbildung entgegen.

Frästeil aus Titan
Frästeil mit hoher Oberflächengüte aus Titan

Die Nachfrage nach Vorrichtungen, Halterungen und Mess-Schablonen in der Herstellung von Prototypen und Kleinserien für Teile aus Titan steigt.

Titan wird heute für Prototypen und Teile in Kleinserien eingesetzt. Die Anwendungen sind für die Luft- und Raumfahrt, für biokompatible Implantate in der Medizin oder der Orthopädie, für Bauteile in der Kraftwerkstechnik, bei Wasserentsalzungsanlagen, in der Umwelttechnologie sowie im Rennsport. Verglichen mit Stahl, Edelstahl oder Aluminium hat Titan besondere Tücken bei der Bearbeitung. Es sind ein spezielles Fachwissen und viel Erfahrung in der Bearbeitung von Reintitan oder den gängigen Titanlegierungen notwendig. Wir fertigen maßhaltige Teile aus Titan nach Konstruktionsdaten, Zeichnungen oder Mustern.

“Die Nachfrage nach Prototypen oder Teilen aus Titan und Titanlegierungen steigt. Die Herstellung birgt Tücken. Die notwendige Optimierung passt zu unserem technischen Anspruch. Wir wollen absolut maßhaltig sein mit dem, was wir unseren Kunden anbieten. Und worauf wir besonders stolz sind. Unsere qualifizierten Mitarbeiter setzen ihre ganze Erfahrung und Kenntnis ein. Dafür sind wir bekannt. So können wir prozesssicher, nachhaltig und wirtschaftlich arbeiten.”

Matthias Gloß, Gloss Matrix