Σκόνη CoCrMo

Επισκόπηση της σκόνης CoCrMo

Το CoCrMo είναι μια σκόνη κράματος κοβαλτίου-χρωμίου-μολυβδαινίου που χρησιμοποιείται ευρέως στην πρόσθετη κατασκευή μετάλλων για βιοϊατρικές, οδοντιατρικές, αεροδιαστημικές και βιομηχανικές εφαρμογές που χρειάζονται αντοχή στη φθορά και βιοσυμβατότητα.

Αυτό το άρθρο παρέχει έναν λεπτομερή οδηγό για τη σκόνη CoCrMo που καλύπτει τη σύνθεση, τις ιδιότητες, τις παραμέτρους της διαδικασίας AM, τις εφαρμογές, τις προδιαγραφές, τους προμηθευτές, το χειρισμό, την επιθεώρηση, τις συγκρίσεις, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα και τις συχνές ερωτήσεις. Οι βασικές πληροφορίες παρουσιάζονται σε εύχρηστους πίνακες.

Σύνθεση της σκόνης CoCrMo

Η σύνθεση της σκόνης κράματος CoCrMo είναι:

Στοιχείο	Ποσοστό βάρους	Σκοπός
Κοβάλτιο	58-69	Στοιχείο μήτρας, βιοσυμβατότητα
Χρώμιο	26-30	Αντοχή στη διάβρωση, αντοχή στη φθορά
Μολυβδαίνιο	5-7	Αντοχή, αντοχή στη φθορά
Άνθρακας	0.05-0.35	Μορφοποιητής καρβιδίου
Πυρίτιο	1 max	Αποξειδωτικό
Μαγγάνιο	1 max	Αποξειδωτικό
Σίδηρος	0,75 max	Όριο μόλυνσης

Η υψηλή περιεκτικότητα σε κοβάλτιο παρέχει βιοσυμβατότητα, ενώ το χρώμιο και το μολυβδαίνιο προσδίδουν αντοχή και αντίσταση στη φθορά.

Ιδιότητες της σκόνης CoCrMo

Οι βασικές ιδιότητες της σκόνης CoCrMo περιλαμβάνουν:

Ακίνητη περιουσία	Περιγραφή
βιοσυμβατότητα	Εξαιρετική συμβατότητα με τους ιστούς του ανθρώπινου σώματος
Αντοχή στη φθορά	Υψηλή αντίσταση στην τριβή και τη φθορά ολίσθησης
Αντοχή στη διάβρωση	Ανθεκτικό σε σωματικά υγρά και πολλές χημικές ουσίες
Ισχύς	Αντοχή σε εφελκυσμό έως 1310 MPa όταν σκληραίνεται με κατεργασία
Σκληρότητα	Μέχρι 54 HRC όταν είναι σκληρυμένο σε ηλικία
Αντοχή κόπωσης	Κατάλληλο για κυκλική δυναμική φόρτιση

Οι ιδιότητες επιτρέπουν τη χρήση για εμφυτεύματα και συσκευές που φέρουν φορτίο.

Παράμετροι διεργασίας AM για σκόνη CoCrMo

Οι τυπικές παράμετροι για την εκτύπωση σκόνης CoCrMo περιλαμβάνουν:

Παράμετρος	Τυπική τιμή	Σκοπός
Ύψος στρώματος	20-50 Åm	Ανάλυση vs ταχύτητα κατασκευής
Ισχύς λέιζερ	150-400 W	Κατάσταση τήξης χωρίς εξάτμιση
Ταχύτητα σάρωσης	400-1200 mm/s	Πυκνότητα σε σχέση με το ρυθμό παραγωγής
Απόσταση καταπακτής	80-120 Ã×m	Μηχανικές ιδιότητες
Υποστηρίζει	Δέντρο ή πλέγμα	Προεξοχές, εσωτερικά κανάλια
Θερμή ισοστατική συμπίεση	1220¡"C, 100 MPa, 3 ώρες	Εξάλειψη του πορώδους

Παράμετροι προσαρμοσμένες για την πυκνότητα, τη μικροδομή, το ρυθμό κατασκευής και τις απαιτήσεις μετα-επεξεργασίας.

Εφαρμογές τρισδιάστατα εκτυπωμένων εξαρτημάτων CoCrMo

Τα εξαρτήματα AM CoCrMo χρησιμοποιούνται σε:

Βιομηχανία	ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ
Ιατρική	Εμφυτεύματα γόνατος/ισχίου, οδοντιατρικές στεφάνες, χειρουργικά εργαλεία
Αεροδιαστημική	Πτερύγια στροβίλων, εξαρτήματα κινητήρων
Αυτοκινητοβιομηχανία	Έδρα βαλβίδων, τροχοί στροβιλοσυμπιεστή
Βιομηχανικός	Εργαλεία ανθεκτικά στη φθορά, φλάντζες, σφραγίδες
Πετρέλαιο και φυσικό αέριο	Εξαρτήματα βαλβίδων, αντλίες

Τα πλεονεκτήματα έναντι του σφυρηλατημένου CoCrMo περιλαμβάνουν πολύπλοκες γεωμετρίες, προσαρμοσμένα εμφυτεύματα, μειωμένο κόστος και χρόνους παράδοσης.

Προδιαγραφές της σκόνης CoCrMo για AM

Η σκόνη CoCrMo πρέπει να πληροί αυστηρές προδιαγραφές:

Παράμετρος	Προδιαγραφές
Εύρος μεγέθους σωματιδίων	15-45 Ã×m τυπικά
Σχήμα σωματιδίων	Σφαιρική μορφολογία
Φαινομενική πυκνότητα	> 4 g/cc
Πυκνότητα πατήματος	> 6 g/cc
Ροή αίθουσας	> 23 δευτερόλεπτα για 50 g
Αγνότητα	>99,9%
Περιεκτικότητα οξυγόνου	<1000 ppm

Διατίθενται προσαρμοσμένες κατανομές μεγέθους και ελεγχόμενα επίπεδα υγρασίας.

Προμηθευτές σκόνης CoCrMo

Οι αξιόπιστοι προμηθευτές σκόνης CoCrMo περιλαμβάνουν:

Προμηθευτής	Τοποθεσία
Carpenter Additive	ΗΠΑ
Sandvik Osprey	Ηνωμένο Βασίλειο
Erasteel	Σουηδία
AP&C	Καναδάς
LPW Technology	Ηνωμένο Βασίλειο
Arcam AB	Σουηδία

Η τιμολόγηση κυμαίνεται από $50/kg έως $120/kg ανάλογα με την ποιότητα και τον όγκο της παραγγελίας.

Χειρισμός και αποθήκευση της σκόνης CoCrMo

Ως αντιδραστικό υλικό, ο προσεκτικός χειρισμός της σκόνης CoCrMo είναι απαραίτητος:

• Αποθηκεύστε τα σφραγισμένα δοχεία μακριά από υγρασία, οξέα, πηγές ανάφλεξης.
• Αποφύγετε την έκθεση στον αέρα και χρησιμοποιήστε επένδυση με αδρανές αέριο
• Γείωση του εξοπλισμού για τη διάχυση των στατικών φορτίων
• Αποφύγετε τη συσσώρευση σκόνης και χρησιμοποιήστε αναρρόφηση σκόνης
• Συνιστάται τοπικός εξαερισμός
• Ακολουθήστε τις προφυλάξεις του δελτίου δεδομένων ασφαλείας

Οι κατάλληλες τεχνικές εξασφαλίζουν τη βέλτιστη κατάσταση της σκόνης.

Επιθεώρηση και δοκιμή της σκόνης CoCrMo

Οι μέθοδοι ελέγχου ποιότητας περιλαμβάνουν:

Μέθοδος	Δοκιμαζόμενες παράμετροι
Κοσκινισμός	Κατανομή μεγέθους σωματιδίων
Εικόνιση SEM	Μορφολογία σωματιδίων
EDX	Χημεία και σύνθεση
XRD	Φάσεις παρούσες
Πυκνομετρία	Πυκνότητα
Ροή αίθουσας	Ρευστότητα της σκόνης

Οι δοκιμές σύμφωνα με τα πρότυπα ASTM επαληθεύουν την ποιότητα της σκόνης και τη συνοχή της παρτίδας.

Σύγκριση του CoCrMo με εναλλακτικές σκόνες κραμάτων

Το CoCrMo συγκρίνεται με άλλα κράματα όπως:

Κράμα	βιοσυμβατότητα	Ισχύς	Κόστος	Δυνατότητα εκτύπωσης
CoCrMo	Άριστος	Μέσο	Μέσο	Καλη
Τιτάνιο Ti64	Καλη	Χαμηλό	Υψηλό	Ευλόγως
Ανοξείδωτο χάλυβα 316L	Καλη	Μέσο	Μέσο	Άριστος
Inconel 718	Φτωχός	Υψηλό	Υψηλό	Καλη

Το CoCrMo παρέχει τον καλύτερο συνδυασμό βιοσυμβατότητας, αντοχής και δυνατότητας εκτύπωσης για πολλές εφαρμογές.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της σκόνης CoCrMo για AM

Πλεονεκτήματα	Μειονεκτήματα
Εξαιρετική βιοσυμβατότητα και αντοχή στη διάβρωση	Περιορισμένη ικανότητα για υψηλές θερμοκρασίες
Πολύ καλή αντοχή στη φθορά και την τριβή	Ευαίσθητο σε πορώδες κατά την εκτύπωση
Εύκολα εκτυπώσιμο σε 3D και συγκολλήσιμο	Απαιτεί χειρισμό σε ελεγχόμενη ατμόσφαιρα
Πλεονέκτημα κόστους έναντι των κραμάτων τιτανίου	Συχνά απαιτείται μετα-επεξεργασία
Μπορεί να ταιριάξει με τις ιδιότητες του σφυρηλατημένου υλικού	Χαμηλότερη αντοχή σε θραύση από τους ανοξείδωτους χάλυβες

CoCrMo enables functional metal implants and components, albeit with controlled processing requirements.

Frequently Asked Questions about CoCrMo Powder

Q: What particle size range works best for 3D printing CoCrMo alloy?

A: A typical range is 15-45 microns. It provides good powder flowability combined with high resolution and density.

Q: What post-processing methods are used on CoCrMo AM parts?

A: Hot isostatic pressing, heat treatment, surface machining, and polishing are commonly used post-processes for achieving full density and surface finish.

Q: Which metal 3D printing processes are compatible with CoCrMo alloy?

A: Selective laser melting (SLM), direct metal laser sintering (DMLS) and electron beam melting (EBM) can all process CoCrMo powder.

Q: What industries use additively manufactured CoCrMo components?

A: Medical, dental, aerospace, automotive, oil and gas, and industrial sectors benefit from 3D printed CoCrMo parts.

Q: Does CoCrMo require support structures during 3D printing?

A: Yes, supports are needed on overhangs and internal channels to prevent deformation and allow easy removal after printing.

Q: What defects can occur when printing CoCrMo powder?

A: Potential defects are porosity, cracking, distortion, incomplete fusion, and surface roughness. Most can be prevented with optimized parameters.

Q: What type of biocompatibility testing is done on CoCrMo alloys?

A: Cytotoxicity, sensitization, irritation, systemic toxicity, genotoxicity, and implantation testing per standards like ISO 10993 are conducted.

Q: How are the properties of printed CoCrMo compared to cast alloy?

A: AM CoCrMo components can achieve mechanical properties on par or better than cast and annealed counterparts when optimized.

Q: What are the main differences between CoCr F75 and SP2 alloys?

A: F75 has higher carbon for better machinability while SP2 has lower carbon plus niobium for improved particle melting behavior during printing.

Q: What density can be expected with 3D printed CoCrMo components?

A: Density above 99% is achievable for CoCrMo with ideal parameters tailored for the alloy, matching wrought material properties.