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Qu’est-ce que le titane ?
Le titane est un élément chimique de symbole Ti dans le tableau périodique. Difficile à extraire, ce métal a été seulement isolé et caractérisé à la fin du 18ème siècle et sa production ainsi que son utilisation industrielle sont très récentes puisqu’elles datent des années 1910 à 1930.
En effet, bien qu’il soit abondant dans la nature, son extraction et sa production sont complexes et coûteuses. Il existe de nombreux alliages de titane : T40, TA6V Grade 5, TA6V ELI… présentant des caractéristiques et des propriétés différentes.
En général, le titane pur a une couleur gris métallique. Cependant, lorsque le titane est exposé à l’oxygène et/ou traité chimiquement ou thermiquement, il peut prendre différentes teintes allant du jaune pâle au violet, en passant par le bleu, le vert ou même le rose à sa surface.
Quelle est la masse volumique du titane ?
La masse volumique du titane est d’environ 4,5 g/cm³ soit 40% de moins que celle de l’acier. Cela en fait l’un des métaux les plus légers, très apprécié dans des applications où la légèreté est primordiale, notamment dans l’industrie aéronautique et spatiale.
A titre de comparaison, l’aluminium est encore plus léger que le titane puisqu’il a une masse volumique de 2,7g/cm3 toutefois, la résistance mécanique du titane est bien supérieure à celle de l’aluminium ce qui le rend unique en son genre.
Quelles sont les propriétés du titane ?
Le titane possède plusieurs propriétés remarquables outre sa légèreté. Tout d’abord, il est résistant à la corrosion, ce qui en fait un choix idéal pour les environnements agressifs ou exposés à l’humidité.
De plus, il présente une excellente résistance mécanique, lui permettant de supporter des charges élevées sans se déformer. En effet, sa résistance spécifique (rapport résistance à la traction / densité) surclasse l’aluminium et l’acier.
Aussi, sa résistance mécanique reste élevée même à des températures très basses (-50°C) et très hautes (+400°C), ce qui en fait également un matériau adapté aux environnements extrêmes et aux variations de températures dans le secteur aérospatial.
Enfin, le titane est biocompatible (comme l’or et le platine), c’est-à-dire que le corps humain et ses fluides n’altèrent pas ses caractéristiques ou ne le dégradent pas. Cela signifie aussi qu’il n’est pas considéré toxique et dangereux pour la santé. Cette dernière caractéristique le rend utilisable dans le domaine médical pour des implants, des prothèses et des outils chirurgicaux.
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L’usinage du titane
Rigidité élevée, échauffement rapide des outils, formation de copeaux difficile, sensibilité à l’oxydation, lubrification spécifique, précision des usinages attendus pour les applications nécessitant du titane… Le titane est un métal particulier à usiner que toutes les sociétés d’usinage ne peuvent gérer. Toutefois, avec le bon savoir-faire et les équipements industriels adaptés, l’usinage du titane est totalement possible : décolletage, fraisage, tournage…
Focus sur le titane médical :
Le titane est largement utilisé dans le domaine médical en raison de sa biocompatibilité. Il est couramment utilisé pour la fabrication de plaques orthopédiques, de prothèses dentaires et de visserie implantable. Sa légèreté et sa résistance à la corrosion en font un matériau idéal pour ces applications. De plus, le titane favorise l’intégration osseuse, ce qui accélère la cicatrisation, réduit les risques de rejet et permet d’assurer la solidité finale des structures osseuses.
Focus sur le titane aéronautique :
Dans l’industrie aéronautique, le titane est utilisé pour la fabrication de composants critiques. Sa résistance élevée, sa légèreté, sa résistance à la corrosion et in fine sa durée de vie en font un matériau de prédilection pour les structures d’avions, les moteurs et les aubes de turbine, ainsi que d’autres pièces soumises à des contraintes élevées.
Son utilisation permet de réduire le poids des avions, ce qui se traduit par une meilleure efficacité énergétique et une plus grande autonomie de vol. Ce point à contribué à développer très largement son utilisation depuis ces 20 dernières années avec les nouvelles générations d’avions.
Les nouveaux programmes aéronautiques militaires relancés par le réarmement de certains pays ou la remise à neuf de leur flotte aéronautique vont aussi avoir un impact non-négligeable sur le développement de l’utilisation du titane aéronautique. Portées par ces nouvelles générations d’avions de ligne, les applications aéronautiques vont bientôt représenter la moitié de la consommation annuelle de titane.
En conclusion, l’usinage du titane est crucial dans divers secteurs industriels notamment dans l’aéronautique et le médical. Il offre des caractéristiques exceptionnelles comme sa légèreté, sa résistance à la corrosion et sa résistance mécanique, ce qui en fait un matériau de choix pour de nombreuses applications critiques. L’usinage du titane requiert toutefois une expertise spécifique pour garantir des résultats de haute qualité, en tenant compte de sa dureté et de sa ductilité. Alors si vous avez des projets d’usinage titane, prenez contact sans attendre avec les équipes de FIDEMECA pour réaliser vos pièces en titane ou étudier un nouveau projet !
