Κατάλογος 7 μεγάλων διεργασιών επεξεργασίας επιφανειών μετάλλου τιτανίου

Το πώς να κάνετε την επιφάνεια των προϊόντων τιτανίου όμορφη είναι αδιαχώριστο από μια ποικιλία τεχνολογιών επιφανειακής επεξεργασίας. Αυτό το άρθρο θα κάνει έναν απολογισμό των 7 βασικών διεργασιών επιφανειακής επεξεργασίας για μέταλλα τιτανίου και θα δείτε ποιες γνωρίζετε!

1. Ανοδίωση

Η ανοδίωση είναι μια καλά-γνωστή και ώριμη διαδικασία, επομένως δεν θα υπεισέλθω σε λεπτομέρειες εδώ. Εκτός από τις κοινώς χρησιμοποιούμενες ανόδους από κράμα αλουμινίου, το τιτάνιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως άνοδος. Οι περισσότερες διεργασίες χρωματισμού τιτανίου επιτυγχάνονται μέσω της ανοδίωσης, η οποία επιτρέπει μια πλουσιότερη γκάμα χρωμάτων και σχεδίων, με ένα ευρύ φάσμα επιλογών διαφοροποίησης, συμπεριλαμβανομένων κρυστάλλων πάγου, νημάτων και άλλων.

Εκτός από τη διακοσμητικότητα, η διαδικασία ανοδίωσης σχηματίζει επίσης ένα πυκνό στρώμα φιλμ στη μεταλλική επιφάνεια του προϊόντος, ενισχύοντας τις μηχανικές ιδιότητες, την αντοχή στη φθορά και τις καιρικές συνθήκες, τη μόνωση και βελτιώνοντας τη συγκόλληση με την επίστρωση.

Αξίζει να αναφέρουμε εδώ ότι το κράμα τιτανίου είναι διαφορετικό από το κράμα αλουμινίου, αν και το κόστος του τιτανίου ως άνοδος είναι υψηλότερο, αλλά το φιλμ οξειδίου που σχηματίζεται από το κράμα τιτανίου είναι χειρότερο από το ίδιο. Ως εκ τούτου, μιλώντας γενικά, πολλοί κατασκευαστές επιλέγουν την ανοδίωση στην επιφάνεια προϊόντων καθαρού τιτανίου, όπως αρκετά προϊόντα στην εικόνα, τα οποία είναι ανοδιωμένα εφέ κατασκευασμένα από επιφάνεια καθαρού τιτανίου TC4.

Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το iPhone 15 Pro, μεταξύ των τεσσάρων συνδυασμών χρωμάτων: μαύρο τιτάνιο, λευκό τιτάνιο, μπλε τιτάνιο και φυσικό τιτάνιο, εκτός από το αρχικό ασημί τιτάνιο, οι άλλοι τρεις συνδυασμοί χρωμάτων συνδυάζονται με τεχνολογία επίστρωσης PVD με βάση την ανοδίωση για αύξηση της επιφανειακής απόδοσης του προϊόντος. Ωστόσο, το ξεθώριασμα και άλλες δυσμενείς συνθήκες συνέβησαν στη συνέχεια, γεγονός που αντικατοπτρίζει επίσης τις ελλείψεις του PVD στην ανθεκτικότητα.
Φυσικά, εκτός από τη λειτουργικότητα, μπορούν να επιτευχθούν και χρωματικά εφέ. Συνολικά, μπορεί να βελτιώσει σημαντικά το επίπεδο σχεδίασης του προϊόντος.

2. Επικάλυψη PVD
Το PVD είναι επίσης ένα είδος φυσικής εναπόθεσης ατμού και επικάλυψης κενού και η διαδικασία ήταν πολύ ώριμη. Είναι δυνατό να γίνει PVD στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου, κυρίως για να προστεθεί λειτουργική επίστρωση για προστασία και προστασία. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι επί του παρόντος, το PVD μπορεί να είναι λειτουργικό μόνο για να περάσει μετά βίας τη δοκιμή και η ανθεκτικότητα πρέπει να βελτιωθεί, εκτός εάν η απόδοση του υλικού ασταριού PVD είναι πολύ καλή.
Οι επικαλύψεις PVD μετατρέπουν υλικά όπως το τιτάνιο ή το οξείδιο του τιτανίου σε αέρια κατάσταση μέσω εξάτμισης υπό κενό, διασκορπισμού ή εναπόθεσης με τη βοήθεια ιόντων-, τα οποία στη συνέχεια εναποτίθενται στην επιφάνεια του τιτανίου. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας και κενού για τη δημιουργία ενός φιλμ με υψηλή σκληρότητα, υψηλή πρόσφυση και αντοχή στη φθορά ελέγχοντας με ακρίβεια τη μερική πίεση του οξυγόνου και τις παραμέτρους εναπόθεσης. Το PVD είναι ένα είδος επίστρωσης κενού και η διαδικασία είναι πολύ ώριμη. Είναι δυνατό να γίνει PVD στην επιφάνεια του κράματος τιτανίου, κυρίως για να προστεθεί λειτουργική επίστρωση για προστασία και προστασία. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι επί του παρόντος, το PVD μπορεί να είναι λειτουργικό μόνο για να περάσει μετά βίας τη δοκιμή και η ανθεκτικότητα πρέπει να βελτιωθεί, εκτός εάν η απόδοση του υλικού ασταριού PVD είναι πολύ καλή.

3. CNC
Η διαδικασία κατεργασίας CNC κράματος τιτανίου περιλαμβάνει κυρίως βασικά βήματα όπως ο σχεδιασμός, ο προγραμματισμός, η επιλογή εργαλείων, η ρύθμιση παραμέτρων και ο έλεγχος μηχανικής κατεργασίας:
1. Τραχιά μηχανική κατεργασία: αφαιρέστε την περίσσεια υλικού, σχηματίστε ένα προκαταρκτικό περίγραμμα και βελτιώστε την απόδοση.
2.‌ Φινίρισμα‌: Η κατεργασία τελικού σχήματος επιτυγχάνεται με τη χρήση εργαλείων υψηλής{1}ακρίβειας και βελτιστοποιημένων παραμέτρων (όπως ο ρυθμός τροφοδοσίας και το βάθος κοπής) για τη διασφάλιση της ακρίβειας διαστάσεων και της ποιότητας της επιφάνειας.
3. Ποιοτικός έλεγχος: Χρησιμοποιήστε μια μηχανή μέτρησης συντεταγμένων (CMM) για να ελέγξετε το μέγεθος και την τραχύτητα της επιφάνειας και προχωρήστε σε επακόλουθη επεξεργασία εάν πληροί τα πρότυπα.
Κατά τη διαδικασία κατεργασίας, πρέπει να διατηρείται σταθερή τροφοδοσία για να αποφευχθεί η σκλήρυνση του τεμαχίου εργασίας και το υγρό κοπής πρέπει να χρησιμοποιείται εύλογα για να μειωθεί η θερμοκρασία της λεπίδας, να ξεπλυθούν τα τσιπ και να βελτιωθεί η ποιότητα της επιφάνειας και η απόδοση μηχανικής κατεργασίας.

Η κατεργασία με CNC κραμάτων τιτανίου εξυπηρετεί κυρίως σκοπούς διαμόρφωσης και φινιρίσματος. Μία από τις πιο σημαντικές προκλήσεις σε αυτή τη διαδικασία είναι η φθορά του εργαλείου. Επειδή τα κράματα τιτανίου είναι σχετικά σκληρά, η κατεργασία τους είναι πιο δύσκολη από ό,τι με άλλα μέταλλα. Κατά τη διάρκεια της μηχανικής κατεργασίας, το εργαλείο υπόκειται σε υψηλές θερμοκρασίες, υψηλές δυνάμεις κοπής, μεγάλες αποστάσεις τριβής, σημαντική παραμόρφωση κραδασμών και κόλληση του εργαλείου, που όλα οδηγούν σε σοβαρή φθορά του εργαλείου. Τα παραδοσιακά εργαλεία δυσκολεύονται να κατεργαστούν κράματα τιτανίου, απαιτώντας εξειδικευμένα σύνθετα-εργαλεία με επίστρωση, ακόμη και εργαλεία με διαμάντια και CBN, για αποτελεσματική κατεργασία. Για παράδειγμα, για θήκες smartwatch, χάνεται ένα εργαλείο για κάθε τέσσερις θήκες που παράγονται, με αποτέλεσμα σημαντικό κόστος.

3. Τρίψιμο και γυάλισμα

Το τρίψιμο και το γυάλισμα είναι απαραίτητα βήματα για την επεξεργασία σχεδόν κάθε υλικού, με στόχο την επίτευξη πιο ακριβών διαστάσεων και πιο εκλεπτυσμένης υφής. Αυτό συχνά απαιτεί τη χρήση λεπτών γυαλιστικών σωματιδίων ή αναλώσιμων για σχολαστικά γυάλισμα κάθε επιφάνειας. Συγκεκριμένες λύσεις διεργασιών μπορούν επίσης να επιτύχουν ειδικά εφέ, όπως καθρέφτες με υψηλή-γυαλάδα και ματ φινιρίσματα.

4. Σχέδιο καλωδίων

Η επιφάνεια του μετάλλου τιτανίου μπορεί να βουρτσιστεί για να δημιουργήσει μια ματ υφή. Αυτό το εφέ βουρτσισμένου τιτανίου είναι πολύ κοινό σε ηλεκτρονικά προϊόντα ευρείας κατανάλωσης. Συνδυάζει την λεπτή αφή και την οπτική ομορφιά και αναγνωρίζεται και προτιμάται από περισσότερους καταναλωτές.

5. Χαρακτική με λέιζερ

Οι κύριες διαδικασίες περιλαμβάνουν διάτρηση με λέιζερ και συγκόλληση.

6. Αμμοβολή

Ο πρωταρχικός σκοπός της αμμοβολής επιφανειών από κράμα τιτανίου είναι η λειτουργικότητα. Αυτό περιλαμβάνει τη βελτίωση της πρόσφυσης της επιφάνειας τιτανίου, την παράταση της διάρκειας ζωής (με την αφαίρεση των ακαθαρσιών της επιφάνειας) και τη βελτίωση της ομαλότητας και της αισθητικής της επιφάνειας. Η αμμοβολή μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως υπηρεσία σε άλλες διαδικασίες επεξεργασίας επιφανειών.

Ένα προηγούμενο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας της Apple ανέφερε κράμα τιτανίου και αμμοβολή. Συνδυάζοντας μια νέα διαδικασία αμμοβολής με χάραξη και ανοδίωση, μπορεί να επιτευχθεί η επιφανειακή επεξεργασία από κράμα τιτανίου. Αυτό μπορεί να εξαλείψει τις τραχιές άκρες και να διατηρήσει τις λεπτότερες λεπτομέρειες, επιτυγχάνοντας καλύτερη προστασία και εμφάνιση. Είναι κατανοητό ότι το πιο πρόσφατο πλαίσιο τιτανίου iPhone 15 Pro της Apple χρησιμοποιεί αμμοβολή.

Όσον αφορά την επιφανειακή επεξεργασία προϊόντων τιτανίου, ειδικά στον τομέα των ηλεκτρονικών ακριβείας, μια καλύτερη προσέγγιση είναι να συνδυάσετε ανόμοια μέταλλα και στη συνέχεια να δημιουργήσετε το εξωτερικό. Το μειονέκτημα είναι το σχετικά υψηλό κόστος. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ανόμοια μέταλλα πρέπει να διατηρούν τις αντίστοιχες μοναδικές ιδιότητες και χαρακτηριστικά τους, ενώ παράλληλα πληρούν τις απαιτήσεις της παραγωγής μεγάλης-κλίμακας, με αποτέλεσμα μια σχετικά υψηλή τιμή. Το πιο πρόσφατο iPhone 15 Pro της Apple διαθέτει έναν εντελώς νέο δομικό σχεδιασμό, που περικλείεται σε μια νέα δευτερεύουσα δομή από 100% ανακυκλωμένο αλουμίνιο. Χρησιμοποιεί νέα θερμομηχανική επεξεργασία και άλλες διεργασίες, επιτυγχάνοντας δεσμό υψηλής-αντοχής μεταξύ των δύο μετάλλων μέσω της εξαιρετικά-υψηλής πίεσης διάχυσης στερεάς-κατάστασης. Ωστόσο, τα πραγματικά αποτελέσματα εξακολουθούν να μην είναι ικανοποιητικά και η τεχνολογία επιφανειακής επεξεργασίας τιτανίου πρέπει να βελτιωθεί περαιτέρω.