Tubo de titânio

O tubo de titânio é um tópico interessante porque é um material que oferece alguns benefícios únicos, mas também apresenta alguns desafios distintos. Mesmo assim, o titânio é usado em alguns dispositivos médicos e outras aplicações onde suas características únicas são benéficas.

Atributos desejáveis ​​do tubo de titânio

• O tubo de titânio é frequentemente usado devido à sua resistência química superior, que é bem superior à do aço inoxidável grau 304 ou mesmo grau 316.
• Como um material de alta resistência e baixo peso, com alta resistência à corrosão, o titânio oferece uma alta relação resistência-peso, o que o torna uma boa escolha para uma ampla gama de aplicações de tubos.
• Tubos com raio de pequeno diâmetro para uso em aplicações automotivas.
• Pequenos tubos redondos de titânio usados ​​para invólucros de sementes em braquiterapia.
• Tubos de titânio de parede fina para invólucros de recipientes quimicamente ativos usados ​​em ciências biológicas.
• Os tubos de titânio também são úteis em instrumentos analíticos, como para cromatografia e outras aplicações onde o tubo deve:
• Resista à exposição repetida.
• Não interage com muitos tipos diferentes de produtos químicos e outras substâncias.
• Outra vantagem do tubo de titânio em dispositivos médicos é que ele é biocompatível. O corpo humano não só pode tolerar o uso de titânio (o que é importante o suficiente), mas também é não magnético - uma característica cada vez mais importante à medida que o uso de imagens de ressonância magnética (MRI) se torna mais comum em diagnósticos médicos.
• De uma agulha cardíaca colocada temporariamente a uma substituição de articulação óssea (esperançosamente) permanente, a compatibilidade com ressonância magnética é importante para qualquer dispositivo médico inserido ou implantado no corpo por qualquer período de tempo e onde um material levemente magnético seria perigoso.
• Caso contrário, o que deveria ser um teste de diagnóstico não invasivo pode fazer com que um dispositivo de metal seja arrancado do corpo. Desnecessário dizer que isso NÃO é um bom resultado!

Variedade notável de graus e receitas para tubos de titânio

• Outra grande vantagem do titânio é que, assim como existem diferentes tipos de aço inoxidável, há muitos tipos diferentes de tubos de titânio.
• Por exemplo, a ASTM tem uma variedade de padrões (principalmente B265, B348 e B381) relacionados às "receitas" para graus de titânio usados ​​em diferentes aplicações. Se você olhar as especificações, verá que há até mesmo vários graus para titânio não ligado.
• A liga de titânio mais comum disponível comercialmente, grau 5, oferece alta resistência e tenacidade. E, diferentemente do titânio puro, o titânio grau 5 é tratável termicamente, permitindo que seja soldado e fabricado para tubos e outros usos em aplicações aeroespaciais, marítimas, químicas e médicas.

Tubo de titânio com memória de forma

• Para aplicações que exigem memória de forma, você também pode considerar tubos de titânio disponíveis na forma de níquel titânio, ou NiTi (também chamado de nitinol), que é uma categoria própria e separada de produto.
• Embora em teoria o material seja uma mistura 50/50 de níquel e titânio, o NiTi nunca é exatamente isso. Na verdade, o NiTi é sempre uma mistura personalizada, sem especificação ASTM e com cada fabricante tendo sua própria fórmula exclusiva e patenteada.
• NiTi é frequentemente usado para produzir tubos médicos que exigem um alto grau de flexibilidade e resistência a torções, como fios-guia de cateter, stents e agulhas superelásticas para microcirurgia. Quando tratado adequadamente, o material também oferece excelente resistência à corrosão.

Desafios de trabalhar com titânio

• É claro que nenhum material é adequado para todas as aplicações, e o titânio não é exceção.
• Comparação com aço inoxidável
• Uma das dificuldades é que o material é um pouco mais quebradiço e mais difícil de desenhar do que o aço inoxidável. Isso torna o titânio mais difícil de trabalhar.
• Embora o titânio possa ser trefilado em um tubo, o processo não produz a superfície lisa e agradável que pode resultar ao trefilar aço inoxidável. Há empresas que podem trefilar titânio até Ra 8-10 micropolegadas; no entanto, o aço inoxidável pode ser trefilado até Ra 3-4 micropolegadas substancialmente mais suave ou melhor.
• O ID mais áspero no tubo de titânio pode ter um impacto nas propriedades microfluídicas de qualquer líquido que precise se mover através do tubo. Isso pode ser um problema em aplicações onde o fluxo suave do líquido é especialmente importante.
• Para a maioria das aplicações de dispositivos médicos, onde o tubo transportará sangue e outros fluidos corporais, isso não é uma preocupação. No entanto, a turbulência é um problema sério em aplicações onde o tubo deve transportar pequenos volumes de fluido.
• Usinabilidade do tubo de titânio
• Sendo um material mais quebradiço e menos indulgente, o titânio também é mais difícil de usinar. Quanto mais você tem que fazer com o titânio para obter seu produto final, maiores as chances de ter um problema com lascas e outros problemas de rugosidade da superfície.
• A usinagem de titânio também requer mais refrigerante do que outros materiais podem precisar. O refrigerante de alta pressão deve ser entregue precisamente no local da usinagem a partir de vários bicos e ângulos, para inundar a área com refrigerante.
• Além disso, o titânio raramente é usado para junções de tubos. Na verdade, para dispositivos médicos em particular - onde muita usinagem é necessária para criar alargamentos, ranhuras e roscas nos pontos de conexão - o metal de qualquer tipo é uma parte muito pequena do mercado de conexões de tubos.
• Em vez disso, os encaixes de tubos para dispositivos médicos geralmente usam PEEK (poliéter éter cetona) de alta durabilidade ou outros plásticos especializados que podem ser moldados e usinados com mais facilidade.

O custo do tubo de titânio

• Entre os prós e contras, o custo dos tubos de titânio também deve ser considerado.
• Historicamente, como o titânio não é usado com tanta frequência quanto um material como o aço inoxidável, há apenas alguns fornecedores menores que fabricam tubos de titânio. Além disso, ele vem em menos tamanhos padrão, exigindo maior tempo de entrega para produzir tamanhos personalizados, o que, por sua vez, também aumenta o custo.
• Portanto, o tubo de titânio é um material do qual você deve ter certeza de que REALMENTE precisa - não algo a ser escolhido levianamente - se você for especificá-lo.
• Aqui vai uma dica adicional: Do ponto de vista prático, quando o titânio é necessário para um produto final, as empresas geralmente prototipam o design do produto em outro metal mais barato para testar a viabilidade e a função. Se o teste inicial validar o design, ele pode ser testado novamente usando titânio.
• Com uma variedade tão notável de opções de tubos de titânio, é de vital importância sempre especificar qual tipo e grau específico você deseja - seja titânio puro, uma das muitas ligas ou uma fórmula de NiTi - para otimizar a capacidade de fabricação do seu produto.

Especialistas em corte de tubos de titânio

• Se FOR o material apropriado para sua aplicação específica de tubulação, você pode ter certeza de que a Metal Cutting sabe como cortar titânio. Na verdade, podemos cortar, usinar ou finalizar qualquer tipo e grau de tubo de titânio que você possa precisar.
• Nós rotineiramente cortamos, moemos, lapidamos e polimos tubos em comprimentos tão curtos quanto {{0}}.006″ (0,152 mm) com espessuras de parede tão finas ou IDs tão pequenos quanto 0,001″ (0,025 mm) - em qualquer metal, incluindo titânio. (Gostamos de dizer que se o diâmetro pode ser desenhado, podemos trabalhar com ele.)
• Também podemos cortar tubos revestidos precisamente sem danificar o revestimento e mantendo a concentricidade e um ID limpo. Além do corte de titânio, podemos personalizar tubos com recursos como cortes em ângulo, ranhuras, pontos e furos.

Tubos de titânio são um metal de alta resistência e baixa densidade, muito adequados para aplicações em que peso e resistência são essenciais, como nas indústrias aeroespacial, automotiva, militar e de defesa.

A tubulação de aço inoxidável é altamente resistente à corrosão, protegendo contra altas temperaturas e tem uma aparência esteticamente atraente. O aço inoxidável também é usado para uma ampla gama de propósitos estruturais e aplicações com sua excelente soldabilidade e usinabilidade. Aqui discutiremos a diferença entre tubos de titânio e tubos de aço inoxidável quando usados ​​para aplicação industrial.

Economia de peso e espaço
O titânio é cerca de 45% mais leve que o aço. Outra diferença é a capacidade do titânio de suportar altas temperaturas sem qualquer redução de peso.

Maior dureza e resistência à tração
Com 4,54 gramas por centímetro cúbico, o titânio é cerca de 56% tão denso quanto o aço. Quando o oxigênio é absorvido na superfície do titânio quando o metal é endurecido, ele pode aumentar muito a dureza da camada superficial.

O titânio e suas ligas têm uma resistência à tração que varia de 20,000 psi a mais de 200,000 psi. O titânio de grau comercial geralmente tem cerca de 63,000 psi. O grau mais macio de titânio comercialmente puro é de cerca de 240 MPa, enquanto ligas de alta resistência podem chegar a 1.400 MPa.

Aplicações mais complexas
Biocompatível e não tóxico, o tubo de titânio é frequentemente usado em aplicações mais desafiadoras e complexas, como instrumentos cirúrgicos e implantes ortopédicos. A alta relação resistência à tração/densidade e a alta resistência à corrosão do titânio o tornam ideal para aplicações militares e aeroespaciais sensíveis, incluindo projetos estruturais críticos, firewalls, dutos de exaustão e trens de pouso.