Obrábění slitiny Ti-6Al-4V ELI vyrobené technologií EBM pro implantáty

On the machining of Ti-6Al-4V ELI alloy made with EBM technology for implants

conference paper

en

The 3D print of metals for orthopaedics applications is a booming phenomenon today. This work contributes to the individual replacements of joints by applying the taylor-made implants made from Ti6Al4V – ELI alloy and the technology of Electron Beam Melting (ARCAM Q10plus). Analyses of the samples sintered in different technological modes respecting their precision, machining phenomena and quality were made. The results confirm an important effect of sample inclination in the chamber when building on quality of the material and its total tensile strength (1,006-1,012 MPa for the inclination angle 45°). The material exhibits a high resistance to machining, expressed in terms of specific cutting forces (1,200- 2,600 MPa), measured for the feeds per rotation 0.05-0.40 mm, cutting speed 48 m/min, depth of cut 1.0 mm and use of coated cemented carbides (in dry cutting conditions). The quality of the surfaces after turning (Ra 0.7-2.6 m) can be improved in three-steps tumbling technology, so a very glossy surfaces (Ra< 0.036 m) with high material ratios at the Abbott-Firestone curve (over 90%) can be reached.

3D tisk kovů pro ortopedické aplikace je dnes vfenoménem. Tato práce přispívá k individuálnímu nahrazení kloubů aplikací implantátů vyrobených ze slitiny Ti6Al4V – ELI a technologií tavení elektronovým paprskem (ARCAM Q10plus). Byly provedeny analýzy vzorků slinovaných v různých technologických režimech s ohledem na jejich přesnost, opracování a kvalitu. Výsledky potvrzují významný účinek sklonu vzorku v komoře, když se opírá o kvalitu materiálu a jeho celkovou pevnost v tahu (1,006 – 1 012 MPa pro úhel sklonu 45 °). Materiál vykazuje vysokou odolnost proti obrábění, vyjádřený jako specifické řezné síly (1 200 až 2 600 MPa), měřeno pro posuvy 0,05 až 0,40 mm, rychlost řezu 48 m min, hloubku řezu 1,0 mm a použití povlaku slinutých karbidů (za sucha). Kvalita povrchů po otáčení (Ra 0,7-2,6 um) může být zdokonalena technologií tříbodového omílání, takže velmi lesklé povrchy (Ra <0,036 um) s vysokým poměrem materiálu v křivce Abbott-Firestone (přes 90 %) se mohou připravit.

The 3D print of metals for orthopaedics applications is a booming phenomenon today. This work contributes to the individual replacements of joints by applying the taylor-made implants made from Ti6Al4V – ELI alloy and the technology of Electron Beam Melting (ARCAM Q10plus). Analyses of the samples sintered in different technological modes respecting their precision, machining phenomena and quality were made. The results confirm an important effect of sample inclination in the chamber when building on quality of the material and its total tensile strength (1,006-1,012 MPa for the inclination angle 45°). The material exhibits a high resistance to machining, expressed in terms of specific cutting forces (1,200- 2,600 MPa), measured for the feeds per rotation 0.05-0.40 mm, cutting speed 48 m/min, depth of cut 1.0 mm and use of coated cemented carbides (in dry cutting conditions). The quality of the surfaces after turning (Ra 0.7-2.6 m) can be improved in three-steps tumbling technology, so a very glossy surfaces (Ra< 0.036 m) with high material ratios at the Abbott-Firestone curve (over 90%) can be reached.

Obrábění EBM, titan, implantát.

Machining, EBM, titanium, implant.

08.11.2018

UTIS Royal Seginus

Antalya

9755112146

UTIS 9th INTERNATIONAL CONGRESS ON MACHINING CONGRESS PROCEEDINGS

1

242–247

428