Titanio Realizaciones y Mecanizado

1Titanio. Realizaciones y mecanizado

THINK PARTS THINK TORNOS 1R.Marquina

2El Titanio : Historia

- 1790 :descubrimiento del Ilmenite ( Fe Ti O3 )

- 1795 :el qumico Klaproth(D) hace oficial el nombre de Titanio, en referencia a las fuerzas de los Titanes (mitologa griega)

2THINK PARTS THINK TORNOS R.Marquina

- 1910 :obtencin del primer Titanio puro ( Hunter / USA)

- 1940 :inicio del desarrollo industrial

- Temperatura de fusin: 1660 C ( Fe :1535 Al: 658 ) - Densidad: 4,51 gramos / cm3 ( Fe: 7,8 Al: 2,7 )

3El Titanio : Porqu

- Baja densidad y alta rigidez. (relacin muy ventajosa)

- Resistencia a la corrosin excepcional.

- Pequeo mdulo de elasticidad.

- Buena capacidad de transformacin.


- Buena capacidad de transformacin.

- Excelente biocompatibilidad.

- Es un metal abundante en la naturaleza; se considera que es el

cuarto metal estructural ms abundante en la superficie terrestre

y el noveno en la gama de metales industriales.

El Titanio es el nico elemento que une la esttica, la ligereza y la biocompatibilidad

4El titanio : Utilizacin

- Relojera / joyas / optica

- Implantes quirrgicos

- Industria aeronautica

- Industria del automvil

- Condensadores para centrales elctricas

**


- Condensadores para centrales elctricas

- Intercambiadores de calor

- Plantas desaladoras

- Industria naval ( casco/blindaje sub marino, porta-aviones )

- Construccin mecnica en general y arquitectura

- Deportes, ocio (bicicleta** , ala delta, golf, etc)

5Titanio Cobre Inox Aluminio Acero

50.000 11.000. 000 12.600.000 20.000.000 731.000.000

El Titanio : Produccin mundial(en toneladas)


50.000 11.000. 000 12.600.000 20.000.000 731.000.000

615000165001800019500210002250024000

El Titanio : Reparticin por actividades industriales (en toneladas)


0150030004500600075009000

10500120001350015000

Aero civil Aero militar Qumica Deportes/ocio Mdico Edificios Otros

7El Titanio : Caractersticas qumicas

**


**El ms utilizado en Medtech

8El Titanio : Particularidades de mecanizado

Particularidades de mecanizado

Caractersticas Soluciones

-Gestin de virutas -Virutas largas y cortas segn el tipo de operacin.

-Htas y velocidad de corte adaptadas (corte tip Al)

-Refrigeracin por alta


operacin. -Refrigeracin por alta presin.

-Filtracin del aceite de corte.

-Marcas en la barra o en la pieza

-Material blando.

-Virutas sobre la pieza.

-Can giratorio o auto ajustable o de rodillos.

-Regulacin de la fuerza de amarre.

-Refrigeracin por alta presin (virutas)

9El Titanio : Particularidades de mecanizado

Particularidades de mecanizado

Caractersticas Soluciones

-Exigencias de precisin y calidad de mecanizado

-Tolerancias

-Estados superficiales.

-Formas complejas

-Eleccin de calidades de herramientas, aceites, materiales, aparatos y perifricos adaptados.

-Eleccin del producto


-Eleccin del producto mejor adaptado a la pieza. (cinemtica y posibilidades)

-Riesgo de incendio -Inflamable, induce el riesgo de conatos de incendio

-Dispositivos anti incendios.

-Extractores de viruta y filtracin.

-Aspiradores de neblina de aceite con freno motor

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El Titanio : Particularidades de mecanizado

Argumentos para ORTHO NF-X

Para el mecanizado de todo tipo de materialesaleaciones de titanio, inox y otros, incluye materiales no frricos

Taladro profundo, fresado, torneado, torbellino: mximas prestaciones

Aumento de los parmetros de corte

Sin tendencia a nieblas de aceite, sin

adhesin de partculas a la pieza


adhesin de partculas a la pieza

Calidad superficial impecable

Productividad elevada

Aumento de la duracin de las herramientas

Pelcula de lubricacin homognea y estable

Sin degradacin del propio aceite, duracin ms elevada del lubricante

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El Titanio: Mecanizado

Tipos de mecanizado: Torneado Roscado

A punta de cuchilla exterior e interiorTorbellino exterior e interiorCon machoFresado exterior e interior


Fresado exterior e interior

Taladrado Fresado Poligonado Brochado

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El Titanio: Mecanizado ->torneado

Prametros:

Velocidad de corte:

Vc(m/min)=( mat. x rpm x 3,14)/1000

mat.: mat. a mecanizar o hta. para interiores


mat.: mat. a mecanizar o hta. para interioresrpm: revoluciones por minuto de rotacin

Avance de mecanizado:

Define la velocidad a la que se desplaza la herramienta con respecto a la la pieza a mecanizar. Se puede dar en mm/vuelta (G95) o mm/min (G96). El primer caso se refiere a cuando el material est en rotacin y el segundo se refiere, normalmente, a cuando el material esta parado y es la herramienta la que se desplaza sobre este.

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Estado superficial, rugosidad:

La rugosidad supercial de una pieza consiste en las finas irregularidades de la textura superficial originadas por la accin del proceso de fabricacin.

En una operacin de torneado el radio de punta de la herramienta Rp y el angulo de desahogo Kr junto con el avance


herramienta Rp y el angulo de desahogo Kr junto con el avance son en principio los parmetros que ms afectan el acabado superficial y la precisin de la medida

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Avancs mximos recomendados para una rugosidad especfica

Radio de punta, r (mm)


Rugosidad superficial valor Ra

(m)

Radio de punta, r (mm)0,2 0,4 0,8 1,2 1,6 2,4

Avances, f (mm/rev)0,6 0,05 0,07 0,10 0,12 0,14 0,17

1,6 0,08 0,12 0,16 0,20 0,23 0,29

3,2 0,12 0,16 0,23 0,29 0,33 0,40

6,3 - 0,23 0,33 0,40 0,47 0,57

8 - - 0,40 0,49 0,57 0,69

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Geometra modificada para aplanar crestas

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Geometra modificada para aplanar crestas

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Geometrias de corte:

1) Eleccin: Herramientas con aristas de corte muy vivas. Evitar redondeos. Reducir esfuerzos de corte.


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Geometras de corte: plaquitas ISO

Descripcin:

Plaquitas pulidas y rectificadas

Arista de corte viva

Corte positivo 17 o 25 con control


o 25 con control de virutas

Metal duro micro grano con revestimientos PVD

Recubrimientos:

TiN (PVD): No es el mejor para trabajo con Ti

TiAlN (PVD): Primera eleccin para el mecanizado de inox y Ti

Tmax (capa gruesa de PVD,Applitec): Resistente a altas temperaturas de mecanizado, bajo coeficiente de friccin

Ti3 (capa de CVD, Applitec):Resistente a altas temperaturas de mecanizado

K10 (sin revestimiento): Metal duro micrograno muy resistente al desgaste

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Condiciones de corte: Velocidad de corte, avances, refrigerante.

Velocidad de corte:

En funcin de la operacin entre 30 y 80 metros/minuto.

Si la velocidad de corte es demasiado baja hay tendencia a arrancar el material antes que a cortarlo.

Si por el contrario es demasiado elevada, adems de tener que evacuar el calor generado lo ms rpidamente posible, los filos de corte se resienten y la duracin de la plaquita disminuye. El estado superficial de la


resienten y la duracin de la plaquita disminuye. El estado superficial de la pieza se deteriora rpidamente.

MUY IMPORTANTE: Evitar al mximo los golpes en las aristas de corte en el cambio de plaquita o bien contra el material a mecanizar.

Avances:

Los avances, relacionados directamente con el estado superficial, suelen ser entre 0,03 mm/vuelta y algunas milsimas.

Refrigerante:

Influyen de manera decisiva en el estado superficial de la pieza y la duracin de la herramienta. Es importante el filtrado de las partculas de Ti, que de lo contrario se adhieren a la pieza y forman pequeos montculos.

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A tener en cuenta.

Al finalizar cualquier torneado no salir fuera de material sin evitar la rebaba de final de material. Chaflanar los ngulos y repasar el dimetro final.

Eliminar siempre las virutas que se generan en esa operacin. Bien modificando condiciones de corte, proceso, aumentando refrigeracin, pasando con la herramienta cerca del perfil generado y en sentido contrario al torneado o en ltimo caso retirndolas con el mismo can cuando sea posible.

Las herramientas que arrancan ms material situarlas boca abajo para que la


Las herramientas que arrancan ms material situarlas boca abajo para que la viruta caiga por gravedad al depsito de aceite.

Optimizar la posicin de las herramientas para que la viruta no caiga de una herramienta a las inferiores

Limpiar frecuentemente, si no hay filtro exterior, el deposito de viruta de partculas de pequeo tamao que puedan ser absorbidas por la bomba y proyectadas sobre la pieza.

Llevar un registro de duracin de vida de herramientas para evitar piezas defectuosas y accidentes relacionados con la rotura de herramientas y calentamientos excesivos del Ti

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El Titanio: Mecanizado ->Roscado

A punta de cuchilla exterior e interior.

Utilizar herramientas de metal duro integral, sin recubrimiento. Calidades K10/K20. Los esfuerzos de corte son menores y la resistencia de las aristas mayor.

Velocidades de corte bajas, entre 15 y 30 metros por minuto. Como regla general la mitad de la velocidad de corte para torneado.

Aumentar las pasadas para evitar un arranque excesivo, rebabas y rotura de herramientas. Aproximadamente el doble de pasadas que para un acero convencional.

Aumentar la refrigeracin al mximo para disminuir el rozamiento


Aumentar la refrigeracin al mximo para disminuir el rozamiento herramienta/pieza.

En el caso de la rosca interior, intentar roscar desde dentro hacia fuera.

Ciclo G978

Pasadas alternas

Entrada por flanco

modificado

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Titanio e Inox: Mecanizado ->Roscado

Con torbellino, exterior e interior.

- Roscas de calidad debidas a un pequeo arranque de material- Excelente duracin de herramientas tanto en aluminios como en Titanio- El roscado por torbellino es un 60% ms rpido que el roscado


- El roscado por torbellino es un 60% ms rpido que el roscado con macho- El torbellino externo no requiere torneado previo, puede tornear simultneamente hasta 2,5 mm. en radio - Aumento de la precisin ya que la profundidad del filete y el dimetro estn controlados con precisin- Las roscas quedan prcticamente sin rebabas- Menor intervencin del operario - Las virutas, extremadamente pequeas, no embotan el corte.

Muy importante: Refrigeracin mnimo 15 bares en caso de torbellino exterior

recomendable tambin en interior

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Paso 2El cabezal de torbellinarse coloca delante de la pieza y gira a altas revoluciones. La pieza gira en sentido inverso a bajas revoluciones.

Paso 1Torneamos el extremode la pieza


Con torbellino exterior


Paso 3El cabezal se posiciona en el dimetro de fondo de la rosca y solamente una de las cuchillas del mismo est en contacto con la pieza al mismo tiempo. Se corta el material en partculas muy pequeas.

Paso 4El cabezal de roscar se retira en dimetro de la pieza y luego sale de la pieza longitudinalmente. Necesitamos solamente una pasada para hacer la rosca.

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Con torbellino exterior

Principio de funcionamiento del torbellino exterior Torbellino en

contra operacin


Torbellino en operacin principal

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Con torbellino exterior !! NOVEDAD Deco10!!


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Paso 1Desplazamos la pieza a roscar delante de la herramienta de torbellinar con el contrahusillo.La colocamos en X por debajo del dimetro de nucleo de rosca. La herramienta gira a alta velocidad (40-60.000 rpm)

Paso 2Desplazamos la pieza hasta que la herramienta llega al punto final, interior de la rosca.


Con torbellino interior


rpm)

Paso 3Desplazamos la pieza en X hasta llegar al dimetro fondo de rosca.

Paso 4La herramienta contina girando a altas revoluciones. La pieza gira lentamente, eje C, al mismo tiempo que sale de la herramienta longitudinalmente con un avance igual al paso de rosca. A cada vuelta de la pieza corresponde un desplazamiento en Z igual al paso de rosca.

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Con torbellino, exterior e interior.

Cabezal de torbellino

exterior con 6 plaquitas

intercambiables

Cabezal de torbellino

exterior con 5 htas. M.D. perfil

constante


Cuchillas torbellino interior: 1 diente, 2 dientes, 3 dientes

Velocidades de corte:

Ti, rosca exterior: aprox. 3000 rpm (dependiendo plaquita)

Inox. Aisi316, rosca exterior: aprox. 4000 rpm (dep. plaquita)

Avances de trabajo: entre 25 y 40 vueltas por minuto (F=25x360=9000; F=40x360=14400)

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Materiales varios: Mecanizado ->Taladrado


Taladro con brocas can

presiones de refrigerante

120 / 350 bars.Dimetro menor de broca: 0.75 mm

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Aplicacin difcil y exigenteLa empresa Stuckenbrockfabrica implantes mdicos. Elmaterial a mecanizar es unInox 1.4441. La operacinms exigente es el taladroprofundo 1.15mm 60 mmprofundidad.

Otra operacin exigente es eltorbellino. El torbellinadopide un aceite espesomientras que el taladronecesita un aceite muy fluido


necesita un aceite muy fluido

ORTHO NF-X a conseguidonivelarlo perfectamente.Gracias a ello Stuckenbrock aeconomizado algunas etapasde fabricacin. Adems laduracin de las herrameintasa aumentado, lo que haaadido una economasuplementaria.

Vea la grafica que indica elincremento de duracin delas herramientas.

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Cannulated screw 7,9 mm Titanium 390 s

Hip screw 12,7 mm Titanium 375 s

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Materiales varios: Mecanizado ->Tallado de engranajes


Deco10: Mdulo max. 0,3 min. 0,04. Reglaje angular 2

Deco20/26: Modulo mx. 1 min. 0,2. Reglaje angular 10

Deco13: Mdulo mx. 0,6 min. 0,1. Reglaje angular 4

Sigma20/32: Mdulo mx. 1,2 (en curso de ensayo)

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Tallado Deco-13a !!NOVEDAD !!

Rotacin maxi.: 10000 rpm

Reglaje angular por dentado recto

Relacin de rotacin : 1:1

Mdulo max..: 0.5

Entregado con portafresas diam.

Materiales varios: Mecanizado ->Tallado de engranajes


Entregado con portafresas diam.

4.5/6/8mm

Opcin: 1750

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Materiales varios: Mecanizado ->Fresado alta rigidez


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Materiales varios: Mecanizado ->Fresado alta rigidez


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Materiales varios: Mecanizado ->Brochado


Brochas rotativas.

Pieza parada

Clavar brocha en pieza, 1/10 mm

Rotacin de la pieza, arrastre brocha

Brocha fija.

Pieza parada

Clavar brocha en pieza, avances 0,010,005

Varias pasadas, con eliminacin de rebabas entre pasadas

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Husillos de alta frecuencia hasta 80.000 rpm

Titanio e Inox: Mecanizado ->Fresado Torx

NUEVO !!!

Macro fresado Torx en curso de desarrollo


Taladrado y fresado

Fresa hasta 0.15 mm

Velocidad hasta 80.000 rpm

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Alta rigidez

Muy compacto

Max. velocidad : 8000 rpm

Amarre : ER11 / maxi 7mm

Coge 3 posiciones ( T51 a T53)

Titanio e Inox: Mecanizado ->Fresado elptico


G957: Fresado de pivotes inclinados

G960: Fresado de roscas o taladros inclinadas

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Fresa limpieza dental en fibra de vidrio (Sigma20)

Hecha en un material composite, una resina reforzada con zirconio y fibra de vidrio.Su poder abrasivo es dos veces y media superior a la pasta dentfrica.

Materiales no metlicos: Mecanizado en general


Esta aplicacin necesita un extractor de polvo

dentfrica.

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Vertebral Body Spacer in PEEK (Deco 20 a)

El polymero de grado implantable se usa en el desarrolo de dispositivos mdicos y en aplicaciones farmaceuticas en las que hay contacto con tejidos o con sangre durante ms de 30 diasComo polymero bio-inerte, PEEK-OPTIMA no tiene efectos adversos en el proceso de curacion al rededor de los tejidos.

Materiales no metlicos: Mecanizado en general


rededor de los tejidos.

Spinal Cages Suture Anchors Spiked Washers Surgical Screws Femoral Implants Dental Healing Caps Balloons Intracardiac Pumps Heart Valves

PEEK se mecaniza sin aceite de corte para evitar incrustaciones moleculares en el material. Es necesario refrigerarlo mediante soplado

de aire frio

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DECO Sigma 20Calculos, realizacin del programa y simulacin en 3D con el software

Confidencial

Tiempo de ciclo:14 minutos 20 segundos

Nmero de lienas de programa:Ms de 55 000

THINK PARTS THINK TORNOS 40R.Marquina

Tamao de programa:1,3 Megas

Extensin de memoria: 2 Megas

EJE C + TRANSMIT

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En Inox : Algunas de nuestras realizaciones

Mdical : Tornillo de cadera / Deco20


Diametro : 12,7 mm

Longitud : 130 mm.

Material: 1.4441 ( acero inoxidable)./ X2 CrNiMo

( Cr18 -Ni15 Mo3 )

AISI 316 L VM ( acero implantable con S % 0,01)

Tiempo de ciclo : 8 min 30 sec

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Parece una pieza simple pero

En Inox : Algunas de nuestras realizaciones

Mdical : Tornillo de cadera / Deco20


AISI 316 L VM ( acero implantable con S % 0,01)

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El Titanio : Realizaciones


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El Titanio : Algunas de nuestras realizaciones

Mdical : polyaxial screw (columna) / Sigma 20 II


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El Titanio : Algunas de nuestras realizaciones

Instrumentacin : instrumentos de


instrumentos de medida / Micro 8

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El Titanio: Algunas de nuestras realizaciones

Joyera : piercings / DECO 10a/e


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Aeronautica : raccord, tuerca (Boeing Standards) / Sigma 32


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Hidraulica : micro hidraulica (control de fluidos) / DECO 10a-e / DECO 13a-e


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Relojera : corona / DECO 10a-e


50


Monturas: Almac - Tornos / DECO 10a-e / Micro 7 / CU 1005


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Dental: prtesis / abutmentAlmac CU 1005 5 axes


52


Deportes : Mira de tiro /DECO 26a


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Oftalmologa : ciruga ocular / DECO 20a


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Automvil : tornillo bloque motor / MD 20/6


55


Mdico : cabeza para conjunto tornillo poliaxial (columna) / Multi Alpha 8 x 20


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