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11.3.2019
Hartmetallplatten sind das geeignete Werkzeug zur drehenden Bearbeitung von Titan, und die verwendeten Drehstähle
sollen aus Kobalt oder Diamant bestehen. Der klassische Schnellarbeitsstahl kann zwar grundsätzlich auch zum
Titan Drehen verwendet werden, allerdings muss dabei ein erhöhter Verschleiß der Werkzeuge in Kauf genommen
werden; auch müssen die Schnittparameter wie Vorschub und Schneidkraft auf der
Drehmaschine
angepasst werden. Wenn ausnahmsweise mit großem Vorschub gearbeitet werden muss, dann läßt sich das nur mit
besonders vergüteten Drehstählen realisieren. Polierte Oberflächen müssen zwar ständig durch
Messungen
kontrolliert werden, lassen sich aber auf der Drehbank nur mit unterbrechungsfreiem Schnitt erzielen.
Vorteilhaft ist auch die Möglichkeit, Titan durch Gleichlauffräsen dergestalt bearbeiten zu können, dass die übliche Belastung des Fräswerkzeugs reduziert wird. Die Belohnung für die Mühe bei der Bearbeitung sind allerdings optisch ansprechende Produkte von hoher Präzision, geringem Gewicht, hoher Festigkeit und geringer Oxidationsneigung.
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Die Bearbeitung von Titan
Titan ist ein silbern glänzendes Metall, das unter der Erde in Form von Titanerz vorkommt. Neben Stahl und Aluminium gehört es zu den häufig vorkommenden Metallen. Titan kann nur in Form von Legierungen als Werkstoff für verschiedene technische Anwendungen nutzbar gemacht werden, die sich in Bezug auf Verarbeitung, Festigkeit und Gewicht voneinander unterscheiden. Die Hauptmerkmale von Titan und den diversen Titanlegierungen sind zum einen ein niedriges Bauteilegewicht, eine hohe Festigkeit, eine hohe thermische Belastbarkeit, eine gute Korrosionsbeständigkeit, und, was es für die Anwendung im medizinischen Bereich prädestiniert, eine gute Bio-Verträglichkeit.Mechanische Bearbeitung
Der Nachteil des Titan ist eine relativ komplizierte mechanische Bearbeitung. Alle Titanwerkstoffe neigen bei zu starker Erwärmung durch den Bearbeitungsvorgang zum Verkleben und Verschmieren der Werkzeuge. Abhilfe kann nur durch reduzierte Schnittgeschwindigkeiten und vergrößerten Vorschub geschaffen werden, sowie durch eine sehr intensive Kühlung.Spanabhebende Bearbeitung
An sich geschieht die Zerspanung von Titan unter ähnlichen Bedingungen wie die Zerspanung von Eisenmetallen und Stählen. Allerdings werden aufgrund der hohen Festigkeit des Werkstoffs andere Bearbeitungsparatemer erforderlich, wenn CAD-gesteuerte Werkzeugmaschinen und Hartmetallschneiden verwendet werden. Die hohe Festigkeit des Titan führt zu außerordentlich hoher Beanspruchung der Werkzeuge durch Verschleiß und Erwärmung, deshalb dürfen die Schnittgeschwindigkeiten auch nur etwa ein Drittel so hoch sein wie bei der Zerspanung von Stahl. Eine intensive Kühlung und Schmierung ist notwendig, um die hohen Kräfte bei der Bearbeitung aufzunehmen, alle Vorrichtungen und Maschinen müssen eine hohe innere Steifigkeit aufweisen. Um einen möglichst dicken Span zu erzielen und die Reibung zu vermindern, werden möglichst hohe Schnittiefen eingestellt, so dass verschiedene Legierungen je nach Zusammensetzung grundsätzlich ähnlich bearbeitet werden können.Drehen von Titan und seinen Legierungen
Hartmetallplatten sind das geeignete Werkzeug zur drehenden Bearbeitung von Titan, und die verwendeten Drehstähle
sollen aus Kobalt oder Diamant bestehen. Der klassische Schnellarbeitsstahl kann zwar grundsätzlich auch zum
Titan Drehen verwendet werden, allerdings muss dabei ein erhöhter Verschleiß der Werkzeuge in Kauf genommen
werden; auch müssen die Schnittparameter wie Vorschub und Schneidkraft auf der
Drehmaschine
angepasst werden. Wenn ausnahmsweise mit großem Vorschub gearbeitet werden muss, dann läßt sich das nur mit
besonders vergüteten Drehstählen realisieren. Polierte Oberflächen müssen zwar ständig durch
Messungen
kontrolliert werden, lassen sich aber auf der Drehbank nur mit unterbrechungsfreiem Schnitt erzielen.
Fräsen von Titan
Die zerspanende Bearbeitung von Titan durch Fräsen ist ausgesprochen schwierig. Zum einen neigen die Späne dazu, am Fräswerkzeug kleben zu bleiben, und zum anderen muss in diesem Zusammenhang auch die von der Stahlbearbeitung bekannte Bildung von gehärteten Schneiden gesehen und verhindert werden. Beim Fräsen müssen also kleine Schnittwinkel und scharfe Zerspanungswerkzeuge aus Hartmetall eingesetzt werden; auch müssen die Schnittiefen grundsätzlich hoch genug sein, um ausreichend dicke Späne zu produzieren, weil dadurch ein Verschmieren oder die Bildung von Schneiden vermieden werden kann.Vorteilhaft ist auch die Möglichkeit, Titan durch Gleichlauffräsen dergestalt bearbeiten zu können, dass die übliche Belastung des Fräswerkzeugs reduziert wird. Die Belohnung für die Mühe bei der Bearbeitung sind allerdings optisch ansprechende Produkte von hoher Präzision, geringem Gewicht, hoher Festigkeit und geringer Oxidationsneigung.
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