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CP-Ti(1~4 種)

医療、海洋、化学用途向けに、耐食性と生体適合性に優れた 3D 印刷部品を製造するための工業用純チタン等級。

CP-Ti 1~4 種は、非合金の工業用純チタン等級であり、優れた耐食性、卓越した生体適合性、高い延性を提供します。1 種は最も軟らかく成形性に優れ、4 種は CP グループ内で最高強度を発揮します。

チタンの 3D 印刷による CP-Ti の製造は、歯科インプラント、熱交換器、化学処理用部品の生産に最適です。積層造形により、バイオメディカル、海洋、産業環境において、高精度で軽量な構造およびカスタムソリューションを実現できます。

CP-Ti 類似等級表

等級

UNS 番号

代表的な用途

1 種

R50250

医療、海洋、深絞り部品

2 種

R50400

熱交換器、圧力容器

3 種

R50550

航空宇宙用チューブ、構造フレーム

4 種

R50700

歯科インプラント、高強度部品

CP-Ti 包括的特性表

カテゴリ

特性

1 種

2 種

3 種

4 種

物理的特性

密度 (g/cm³)

4.51

4.51

4.51

4.51

熱伝導率 (W/m·K)

17

16

15

14

熱膨張係数 (µm/m·K)

8.6

8.6

8.6

8.6

化学組成 (%)

チタン (Ti)

≥99.5

≥99.3

≥99.1

≥98.6

酸素 (O) 最大

0.18

0.25

0.35

0.40

機械的特性

引張強さ (MPa)

≥240

≥345

≥450

≥550

降伏強さ (0.2%) (MPa)

≥170

≥275

≥380

≥485

破断伸び (%)

≥24

≥20

≥18

≥15

ヤング率 (GPa)

105

105

105

105

CP-Ti の 3D 印刷技術

CP-Ti 1~4 種は、選択的レーザー溶融(SLM)、直接金属レーザー焼結(DMLS)、電子ビーム溶融(EBM)に対応しており、耐食性と生体適合性を備えた部品の精密製造を可能にします。

適用プロセス表

技術

精度

表面品質

機械的特性

適用用途

SLM

±0.05~0.2 mm

優れている

優れている

医療用インプラント、流体システム

DMLS

±0.05~0.2 mm

非常に良い

優れている

熱交換器、カスタム治具

EBM

±0.1~0.3 mm

良い

非常に良い

産業用チューブ、海洋部品

CP-Ti 3D 印刷プロセス選定原則

SLMは、耐食性、厳しい公差(±0.05~0.2 mm)、微細な解像度を必要とする医療グレード部品および流体部品に最適です。

DMLSは、圧力容器、精密ハウジング、熱伝達システムなど、幾何学的に複雑な CP-Ti 部品の製造をサポートします。

EBMは、中程度の公差(±0.1~0.3 mm)と優れた耐食性を要する大型の構造用途に適しています。

CP-Ti 3D 印刷における主要な課題と解決策

残留応力と変形は一般的な課題です。サポート構造および印刷後の熱間等方圧加圧(HIP)(900~940°C、100~150 MPa)は、特に医療部品において延性と疲労強度を向上させます。

機械的信頼性を確保するため、最適化されたプロセスパラメータ(レーザー出力 200~350 W、スキャン速度 60~900 mm/s)および HIP によって気孔率を低減し、99.9% 以上の密度を実現する必要があります。

CP-Ti の表面粗さ(Ra 8~15 µm)は、生体適合性や流体システム内の流れに影響を与える可能性があります。CNC 加工または電解研磨により、特に埋め込み型部品において Ra 0.4~1.0 µm を達成できます。

粉末の完全性は酸素に敏感です。1~4 種の仕様を維持するため、O₂<200 ppm かつ湿度<5% RH を維持することが不可欠です。

産業應用シナリオと事例

CP-Ti(1~4 種)は以下の分野で使用されています:

  • 医療:歯科アバットメント、手術器具、整形外科用デバイス(特に 2 種および 4 種)。

  • 化学処理:酸性または塩化物豊富な媒体に曝露される熱交換器、ポンプ、タンク。

  • 海洋:耐食性パイプ、ファスナー、流量制御装置。

ある医療機器の応用例では、SLM で製造された CP-Ti 4 種の歯科用スクリューが、切削部品と比較して骨結合性が 30% 向上し、耐食性が 20% 高くなり、ISO 5832-2 に完全準拠しました。

FAQ

  1. 強度と耐食性の観点から、CP-Ti 1 種から 4 種の違いは何ですか?

  2. 医療用インプラントの 3D 印刷に最も適した CP-Ti 等級はどれですか?

  3. 3D 印刷は CP-Ti 部品の延性と疲労寿命にどのような影響を与えますか?

  4. 3D 印刷された CP-Ti 部品にはどのような表面処理が推奨されますか?

  5. 積層造形アプリケーションにおいて、CP-Ti は Ti-6Al-4V と比較してどうですか?

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