Titan l\u00e4sst sich ganz anders bearbeiten als Stahl. Es wird hei\u00df, verfestigt sich schnell durch Kaltverformung und verschlei\u00dft die Werkzeuge, wenn man die Drehzahl zu hoch ansetzt. Die L\u00f6sung: niedrige Oberfl\u00e4chengeschwindigkeit, hoher Vorschub, reichlich K\u00fchlmittel und scharfe Hartmetallwerkzeuge. Wenn man es richtig macht, erh\u00e4lt man Teile mit einem Festigkeits-Gewichts-Verh\u00e4ltnis, an das Aluminium nicht heranreicht, und einer Toleranz von \u00b10,005 mm. Unten: die Werkstoffsorten, die Zerspanungsdaten und die konstruktiven Ma\u00dfnahmen, die daf\u00fcr sorgen, dass Titan sowohl die Spezifikationen als auch das Budget einh\u00e4lt.<\/p>\n\n\n\n
Titan sieht auf dem CAM-Bildschirm ganz einfach aus. Doch in der Praxis macht es einem das Leben schwer. Es wiegt nur halb so viel wie Stahl, hat aber ungef\u00e4hr die gleiche Festigkeit \u2013 genau deshalb wird es in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizin immer wieder eingesetzt. Aber hier ist der Haken, den niemand sp\u00fcrt, bis die Sp\u00e4ne fliegen: Titan leitet W\u00e4rme kaum. Die W\u00e4rme, die man an der Schneide erzeugt, kann nirgendwo hin. Sie sammelt sich im Werkzeug an. Ich habe einmal beobachtet, wie ein brandneuer Hartmetall-Schaftfr\u00e4ser in weniger als vier Minuten von scharf zu Schrott wurde \u2013 nur weil jemand die Vorschub- und Drehzahlwerte f\u00fcr Aluminium \u00fcbernommen hatte. Wenn Sie Titan so bearbeiten wie 6061, verbrennen Sie Ihre Werkzeuge, verursachen Rattern an den W\u00e4nden und verfehlen Ihre Toleranzen schon vor der Mittagspause. Das ist die Zusammenfassung, von der ich mir w\u00fcnschte, dass mehr Eink\u00e4ufer sie lesen w\u00fcrden, bevor sie eine Ti-6Al-4V-Zeichnung f\u00fcr ein Angebot einreichen.<\/p>\n\n\n\n
Titan stellt aufgrund dreier Eigenschaften eine Herausforderung dar: Die W\u00e4rme konzentriert sich an der Schneide, anstatt \u00fcber den Span abgef\u00fchrt zu werden, das Werkst\u00fcck biegt sich unter dem Druck des Werkzeugs, und das Metall reagiert bei hohen Temperaturen mit dem Werkzeug. Die Folge sind eine kurze Standzeit des Werkzeugs und eine raue Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t, sofern man die Schnittgeschwindigkeit nicht niedrig h\u00e4lt.<\/p>\n\n\n\n
Warum ist das so m\u00fchsam? Haupts\u00e4chlich aus drei Gr\u00fcnden. Erstens: W\u00e4rme. Titan leitet W\u00e4rme mit etwa 7 W\/m\u00b7K, was etwa einem Drittel der W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von Stahl entspricht, sodass der Span die W\u00e4rme nicht abf\u00fchren kann und die Schneide einfach \u00fcberhitzt. Zweitens: Es biegt sich. Ein niedriger Elastizit\u00e4tsmodul bedeutet, dass sich das Werkst\u00fcck unter dem Druck des Werkzeugs verbiegt, und d\u00fcnne W\u00e4nde weichen ab und vibrieren, anstatt sauber geschnitten zu werden. Drittens ist es chemisch anspruchsvoll. Bei Schneidtemperaturen schwei\u00dft es sich an die Schneide, und diese aufgeraute Kante zerrei\u00dft die Oberfl\u00e4che beim Schleifen. Hinzu kommt noch die Kaltverfestigung. L\u00e4sst man das Werkzeug auch nur einen Moment lang reiben oder verweilen, h\u00e4rtet die Oberfl\u00e4che aus, sodass der n\u00e4chste Schnitt gegen ein z\u00e4heres Material ank\u00e4mpft als der vorherige. Deshalb scheitern zaghafte, federleichte Schnitte oft schlimmer als aggressive.<\/p>\n\n\n\n
Die meisten Auftr\u00e4ge fallen auf eine Handvoll G\u00fcteklassen zur\u00fcck. Kommerziell reines Titan l\u00e4sst sich leichter bearbeiten, b\u00fc\u00dft jedoch an Festigkeit ein. Die legierten Sorten, allen voran Ti-6Al-4V, sind fester und kommen in fast allen lasttragenden Bauteilen zum Einsatz. Die G\u00fcteklasse 5 ist das Arbeitstier, und ehrlich gesagt macht sie den Gro\u00dfteil unseres Materials aus. Wenn in einer Zeichnung \u201emedizinisch\u201c oder \u201eImplantat\u201c steht, ist stattdessen mit der G\u00fcteklasse 23 zu rechnen. Die chemische Zusammensetzung ist mehr oder weniger dieselbe, nur reiner, und die Bearbeitbarkeit ist in etwa gleich \u2013 lassen Sie sich also nicht von der unterschiedlichen Nummer abschrecken.<\/p>\n\n\n\n