Fresatura CNC del titanio: sfide e soluzioni
La fresatura del titanio rappresenta una delle sfide più complesse nel campo della lavorazione dei metalli. Grazie alle sue eccezionali proprietà, il titanio è ampiamente utilizzato nell’industria, soprattutto quella aerospaziale e medica, dove è richiesta la resistenza alla corrosione, la biocompatibilità e un elevato rapporto resistenza-peso.
Tuttavia, queste stesse proprietà che rendono il titanio così desiderabile, lo rendono anche estremamente difficile da lavorare. I centri a controllo numerico CNC sono strumenti essenziali per affrontare queste sfide, offrendo precisione e controllo durante il processo di fresatura. Questo articolo esplora le caratteristiche del titanio, le sfide nella sua lavorazione e gli utensili più adatti per affrontare queste sfide.
Caratteristiche del titanio

Il titanio è noto per la sua eccellente resistenza alla corrosione e il suo elevato rapporto resistenza-peso, che lo rendono ideale per applicazioni in cui la leggerezza e la durabilità sono fondamentali. È anche biocompatibile, il che lo rende perfetto per applicazioni mediche come impianti e protesi.
Tuttavia, il titanio ha una bassa conducibilità termica e un’elevata reattività chimica, che rappresentano sfide significative durante la lavorazione. Insieme all’acciaio, il titanio è uno dei metalli più difficili da lavorare e richiede l’utilizzo di fresatrici a montante mobile particolarmente robuste per mantenere parametri di lavorazione stabili e precisi ed evitare fenomeni indesiderati come il chatter.
Tipi di leghe di titanio
Esistono vari tipi di leghe di titanio, ognuna con proprie caratteristiche specifiche:
- Titanio Puro: Contiene solo titanio, senza elementi di lega, ed è il più facile da lavorare.
- Leghe Alfa: Contengono alluminio, ossigeno e/o azoto, offrono una buona resistenza alla corrosione e sono relativamente facili da lavorare.
- Leghe Beta: Includono molibdeno, ferro, vanadio, cromo e/o manganese, sono più difficili da lavorare ma offrono una maggiore resistenza.
- Leghe Miste: Combinazione di leghe alfa e beta, che offrono una combinazione di proprietà di entrambe, utilizzate per applicazioni specifiche dove sono richieste sia resistenza che lavorabilità.
Sfide nella lavorazione del titanio
- Gestione del Calore
Una delle principali difficoltà nella fresatura del titanio è la gestione del calore. Poiché il titanio è un cattivo conduttore di calore, l’energia generata durante il taglio tende a concentrarsi nell’utensile, causando un rapido riscaldamento e potenziale deformazione plastica dell’utensile stesso. L’uso di refrigeranti ad alta pressione è essenziale per mantenere basse le temperature e prolungare la durata dell’utensile. L’applicazione precisa del refrigerante alla zona di taglio è fondamentale per evitare l’accumulo di calore e migliorare la durata dell’utensile. Proprio per questo motivo le nostre fresatrici VMC ed EMERA sono progettati per effettuare queste lavorazioni con facilità e precisione. - Indurimento del Materiale
Il titanio tende a indurirsi durante la lavorazione, un fenomeno noto come “work hardening”. Questo indurimento rende il materiale ancora più difficile da tagliare e può causare un’usura accelerata degli utensili. L’uso di utensili affilati e con geometrie adatte è cruciale per prevenire l’indurimento e migliorare la qualità del taglio. - Controllo dei Trucioli
Il titanio può produrre trucioli lunghi e sottili che non solo danneggiano gli utensili, ma impediscono anche la dissipazione del calore dalla zona di taglio. Strumenti e percorsi di taglio che favoriscono la creazione di trucioli più piccoli e spessi sono ideali per migliorare l’efficienza della lavorazione.
Utensili per la fresatura del titanio

Vediamo ora una lista di utensili da equipaggiare alla tua fresatrice CNC per una lavorazione efficiente del titanio:
- Punte in Carburo
Le punte in carburo sono generalmente la scelta migliore per la lavorazione del titanio. Il carburo è incredibilmente duro, ha un’alta conducibilità termica e resiste bene all’usura. Molte punte in carburo sono rivestite con materiali come il nitruro di titanio alluminio (TiAlN), che migliorano ulteriormente la resistenza al calore e la durata dell’utensile. Le frese in carburo con rivestimenti PVD o CVD offrono una migliore resistenza al calore e una maggiore durata dell’utensile. - Punte a Inserti
Le punte a inserti offrono flessibilità e possono essere adattate a diverse geometrie di taglio. Questi utensili sono particolarmente utili per la realizzazione di fori di grande diametro e possono essere utilizzati sia per sgrossatura che per finitura. Gli inserti possono essere sostituiti facilmente, rendendo l’utensile adatto a varie applicazioni e prolungando la vita utile del corpo utensile.
Fresatrici CNC e tecniche di fresatura avanzate
Le fresatrici CNC sono strumenti utilizzati per la lavorazione del titanio, poiché consentono un controllo preciso dei parametri di taglio e delle condizioni di lavorazione. Tuttavia non tutte le fresatrici sono adatte a lavorare metalli duri come titanio e acciaio.
Nello specifico, le fresatrici CNC a 5 assi offrono una maggiore flessibilità e capacità di lavorare geometrie complesse. Tecniche di fresatura avanzate, come i percorsi di taglio trocoidali e le strategie di assottigliamento del truciolo, possono migliorare notevolmente l’efficienza della lavorazione del titanio. Queste tecniche aiutano a mantenere un contatto costante con l’utensile e minimizzare lo shock sull’utensile e sulla macchina stessa. L’uso di mandrini a calettamento termico o mandrini idraulici può migliorare la stabilità e ridurre le vibrazioni durante la lavorazione.
