CoCrMo prášek

Přehled CoCrMo prášku

CoCrMo je prášek ze slitiny kobaltu, chromu a molybdenu, který se široce používá při aditivní výrobě kovů pro biomedicínské, stomatologické, letecké a průmyslové aplikace, které vyžadují odolnost proti opotřebení a biokompatibilitu.

Tento článek poskytuje podrobného průvodce práškovým CoCrMo, který zahrnuje složení, vlastnosti, parametry procesu AM, aplikace, specifikace, dodavatele, manipulaci, kontrolu, srovnání, výhody a nevýhody a nejčastější dotazy. Klíčové informace jsou uvedeny v přehledných tabulkách.

Složení CoCrMo prášku

Složení prášku slitiny CoCrMo je:

Element	Hmotnostní %	Účel
Kobalt	58-69	Matriční prvek, biokompatibilita
Chromium	26-30	Odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení
Molybden	5-7	Pevnost, odolnost proti opotřebení
Uhlík	0.05-0.35	Karbidová dřívka
Křemík	1 max.	Deoxidátor
Mangan	1 max.	Deoxidátor
Železo	0,75 max	Mezní hodnota kontaminace

Vysoký obsah kobaltu zajišťuje biokompatibilitu, zatímco chrom a molybden dodávají pevnost a odolnost proti opotřebení.

Vlastnosti CoCrMo prášku

Mezi klíčové vlastnosti prášku CoCrMo patří:

Nemovitost	Popis
biokompatibilita	Vynikající snášenlivost s tkáněmi lidského těla
Odolnost proti opotřebení	Vysoká odolnost proti oděru a kluznému opotřebení
Odolnost proti korozi	Odolnost vůči tělním tekutinám a mnoha chemikáliím
Síla	Pevnost v tahu až 1310 MPa při pracovním kalení
Tvrdost	Až 54 HRC při kalení věkem
Únavová pevnost	Vhodné pro cyklické dynamické zatížení

Tyto vlastnosti umožňují použití pro nosné implantáty a zařízení.

Parametry procesu AM pro CoCrMo prášek

Typické parametry pro tisk CoCrMo prášku zahrnují:

Parametr	Typická hodnota	Účel
Výška vrstvy	20–50 Äm	Rozlišení vs. rychlost sestavení
Výkon laseru	150-400 W	Podmínka tání bez odpařování
Rychlost skenování	400-1200 mm/s	Hustota versus rychlost výroby
Rozteč poklopů	80-120 Ã×m	Mechanické vlastnosti
Podporuje	Strom nebo mříž	Převisy, vnitřní kanály
Izostatické lisování za tepla	1220¡"C, 100 MPa, 3 hod.	Odstranění pórovitosti

Parametry přizpůsobené požadavkům na hustotu, mikrostrukturu, rychlost vytváření a následné zpracování.

Aplikace 3D tištěných CoCrMo dílů

Komponenty AM CoCrMo se používají v:

Průmysl	APLIKACE
Medical	Kolenní/hipsterské implantáty, zubní korunky, chirurgické nástroje
Letectví a kosmonautika	Lopatky turbíny, součásti motoru
Automotivní	Sedla ventilů, kola turbodmychadla
Průmyslový	Nástroje odolné proti opotřebení, příruby, těsnění
Nafta a plyn	Součásti ventilů, čerpadla

Mezi výhody oproti kovanému CoCrMo patří komplexní geometrie, implantáty na míru, nižší náklady a kratší dodací lhůty.

Specifikace CoCrMo prášku pro AM

Prášek CoCrMo musí splňovat přísné specifikace:

Parametr	Specifikace
Rozsah velikosti částic	15-45 Ã×m typicky
Tvar částice	Sférická morfologie
Zdánlivá hustota	> 4 g/cc
Hustota poklepání	> 6 g/cc
Hmotnostní průtok halou	> 23 s pro 50 g
Čistota	>99.9%
Obsah kyslíku	<1000 ppm

K dispozici jsou vlastní distribuce velikosti a řízené úrovně vlhkosti.

Dodavatelé CoCrMo prášku

Mezi renomované dodavatele CoCrMo prášku patří:

Dodavatel	Umístění
Carpenter Additive	USA
Sandvik Osprey	Spojené království
Erasteel	Švédsko
AP&C	Kanada
LPW Technologie	Spojené království
Arcam AB	Švédsko

Ceny se pohybují od $50/kg do $120/kg v závislosti na kvalitě a objemu objednávky.

Manipulace s CoCrMo práškem a jeho skladování

CoCrMo je reaktivní materiál, a proto je nutné s práškem CoCrMo zacházet opatrně:

• Uzavřené nádoby skladujte mimo dosah vlhkosti, kyselin a zdrojů vznícení.
• Zabraňte působení vzduchu a použijte inertní plynové polstrování.
• Uzemněte zařízení, abyste odvedli statický náboj
• Zabraňte hromadění prachu a používejte odsávání prachu.
• Doporučené místní odsávací větrání
• Dodržujte bezpečnostní pokyny v bezpečnostním listu

Správné techniky zajišťují optimální stav prášku.

Kontrola a zkoušení CoCrMo prášku

Mezi metody testování kvality patří:

Metoda	Testované parametry
Sítový rozbor	Distribuce velikosti částic
Skenovací elektronová mikroskopie	Morfologie částic
EDX	Chemie a složení
XRD	Přítomné fáze
Pyknometrie	Hustota
Hmotnostní průtok halou	Tečení prášků

Testování podle norem ASTM ověřuje kvalitu prášku a konzistenci šarží.

Srovnání CoCrMo s alternativními slitinovými prášky

CoCrMo je v porovnání s ostatními slitinami:

Slitina	biokompatibilita	Síla	Cena	Možnost tisku
CoCrMo	Výborný	Střední	Střední	Dobré
Titanium Ti64	Dobré	Nízký	Vysoká	Férová
Nerezová ocel 316L	Dobré	Střední	Střední	Výborný
Inconel 718	Špatné	Vysoká	Vysoká	Dobré

CoCrMo poskytuje nejlepší kombinaci biokompatibility, pevnosti a možnosti tisku pro mnoho aplikací.

Výhody a nevýhody CoCrMo prášku pro AM

Klady	Nevýhody
Vynikající biokompatibilita a odolnost proti korozi	Omezená schopnost pracovat při vysokých teplotách
Velmi dobrá odolnost proti opotřebení a oděru	Náchylné na pórovitost během tisku
Snadno tisknutelné a svařitelné ve 3D	Vyžaduje manipulaci v řízené atmosféře
Cenová výhoda oproti slitinám titanu	Často je nutné následné zpracování
Může odpovídat vlastnostem kovaných materiálů	Nižší lomová houževnatost než u nerezových ocelí

CoCrMo umožňuje výrobu funkčních kovových implantátů a součástí, ovšem s kontrolovanými požadavky na zpracování.

Často kladené otázky o CoCrMo prášku

Otázka: Jaký rozsah velikosti částic je nejlepší pro 3D tisk slitiny CoCrMo?

Odpověď: Obvyklý rozsah je 15-45 mikronů. Poskytuje dobrou sypnost prášku v kombinaci s vysokou rozlišovací schopností a hustotou.

Otázka: Jaké metody následného zpracování se používají u dílů CoCrMo AM?

Odpověď: Izostatické lisování za tepla, tepelné zpracování, povrchové obrábění a leštění jsou běžně používané následné procesy pro dosažení plné hustoty a povrchové úpravy.

Otázka: Které procesy 3D tisku kovů jsou kompatibilní se slitinou CoCrMo?

Odpověď: Selektivní laserové tavení (SLM), přímé laserové spékání kovů (DMLS) a tavení elektronovým svazkem (EBM) mohou zpracovávat prášek CoCrMo.

Otázka: V jakých průmyslových odvětvích se používají aditivně vyráběné komponenty CoCrMo?

Odpověď: 3D tištěné díly z CoCrMo využívají lékařská, stomatologická, letecká, automobilová, ropná a plynárenská a průmyslová odvětví.

Otázka: Vyžaduje CoCrMo při 3D tisku podpůrné konstrukce?

Odpověď: Ano, na převisech a vnitřních kanálech jsou nutné podpěry, které zabraňují deformaci a umožňují snadné odstranění po tisku.

Otázka: Jaké vady se mohou vyskytnout při tisku CoCrMo prášku?

Odpověď: Potenciálními vadami jsou pórovitost, praskliny, deformace, neúplné spojení a drsnost povrchu. Většině z nich lze předejít optimalizací parametrů.

Otázka: Jaký typ testování biokompatibility se provádí u slitin CoCrMo?

Odpověď: Provádí se testy cytotoxicity, senzibilizace, podráždění, systémové toxicity, genotoxicity a implantace podle norem jako ISO 10993.

Otázka: Jaké jsou vlastnosti tištěné slitiny CoCrMo ve srovnání s litou slitinou?

Odpověď: Součásti CoCrMo vyrobené metodou AM mohou při optimalizaci dosáhnout stejných nebo lepších mechanických vlastností než odlévané a žíhané součásti.

Otázka: Jaké jsou hlavní rozdíly mezi slitinami CoCr F75 a SP2?

Odpověď: F75 má vyšší obsah uhlíku pro lepší obrobitelnost, zatímco SP2 má nižší obsah uhlíku a niobu pro lepší chování částic při tavení během tisku.

Otázka: Jakou hustotu lze očekávat u 3D tištěných CoCrMo komponent?

Odpověď: Hustota vyšší než 99% je pro CoCrMo dosažitelná s ideálními parametry přizpůsobenými pro slitinu, které odpovídají vlastnostem materiálu v tvářeném stavu.