Σκόνη CoCrMoW

Επισκόπηση σκόνης CoCrMoW

Η σκόνη CoCrMoW είναι μια σκόνη κράματος κοβαλτίου-χρωμίου-μολυβδαινίου-βολφραμίου που χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή ορθοπεδικών εμφυτευμάτων αρθρώσεων. Η προσθήκη βολφραμίου βελτιώνει περαιτέρω την αντοχή, την αντοχή στη φθορά και τη σκληρότητα σε σύγκριση με τα κράματα CoCrMo.

Βασικές ιδιότητες και πλεονεκτήματα της σκόνης CoCrMoW περιλαμβάνουν τα εξής:

Ιδιότητες και χαρακτηριστικά CoCrMoW σκόνης

Ιδιότητες	Λεπτομέρειες
Σύνθεση	Κράμα Co-Cr-Mo-W
Πυκνότητα	9,2 g/cc
Σχήμα σωματιδίων	Σφαιρικό
Εύρος μεγέθους	15-45 μικρά
Φαινομενική πυκνότητα	Έως 60% πραγματική πυκνότητα
Ρευστότητα	Καλη
Αντοχή στη διάβρωση	Εξαιρετική χάρη στο στρώμα οξειδίου Cr
βιοσυμβατότητα	Ψηλό, κατάλληλο για εμφυτεύματα
Αντοχή στη φθορά	Εξαιρετικά καλό απο W και Cr
Ισχύς	Πολύ μεγάλη από στερεή ενίσχυση διαλύματος

Με τον μοναδικό της συνδυασμό βιοσυμβατότητας, υψηλής σκληρότητας, αντοχής και ανθεκτικότητας, η CoCrMoW επιτρέπει την κατασκευή εμφυτευμάτων ορθοπεδικής υψηλής απόδοσης με τη χρήση τρισδιάστατης εκτύπωσης ή καλουπώματος με έγχυση μετάλλου.

Σύνθεση σκόνης CoCrMoW

Σύνθεση σκόνης CoCrMoW

Στοιχείο	Ποσοστό βάρους
Κοβάλτιο	Ισορροπία
Χρώμιο	26-30%
Μολυβδαίνιο	5-7%
Βολφράμιο	4-6%
Άνθρακας	< 0,35%
Μαγγάνιο	< 1%
Πυρίτιο	< 1%
Σίδηρος	< 1%
Νικέλιο	< 1%

• Το κοβάλτιο παρέχει αντοχή, βιοσυμβατότητα, βοηθά στην ενοποίηση στερεών διαλυμάτων
• Χρώμιο για αντοχή στην οξείδωση και στη διάβρωση
• Το μολυβδαίνιο συμβάλλει στη σκλήρυνση της στερεάς διάλυσης
• Το βολφράμιο βελτιώνει σημαντικά την αντοχή στη φθορά και τη σκληρότητα
• Άλλα στοιχεία που υπάρχουν ως προσμίξεις

Η υψηλή περιεκτικότητα σε Cr, Mo και W έχει ως αποτέλεσμα ένα εξαιρετικό συνδυασμό αντοχής, σκληρότητας και ανθεκτικότητας σε διάβρωση απαιτούμενη για ορθοπεδικά εμφυτεύματα.

Φυσικές Ιδιότητες Σκόνης CoCrMoW

Φυσικές Ιδιότητες Σκόνης CoCrMoW

Ιδιότητες	Αξίες
Πυκνότητα	9,2 g/cc
Σημείο Τήξης	1370-1430¡«C
Ηλεκτρική ειδική αντίσταση	96 cm χ80 cm
Θερμική αγωγιμότητα	16 W/mK
Χρονοποιητική και τραυματική εγκεφαλοπάθεια	14,5 x 10^-6 Κ^-1
Θερμοκρασία Κιουρί	1160¡«C

• Ισχυρή πυκνότητα σε σχέση με τα κράματα CoCrMo και τιτανίου
• Διατηρεί την αντοχή και σκληρότητα σε υψηλές θερμοκρασίες
• Σχετικά χαμηλή θερμική αγωγιμότητα
• Γίνεται παραμαγνητικό άνω της θερμοκρασίας Curie
• Ο CTE είναι υψηλότερος από αυτόν των ανταγωνιστικών κραμάτων σε εφαρμογές εμφυτευμάτων

Οι ιδιότητες επιτρέπουν τη χρήση σε ορθοπεδικά εμφυτεύματα φέροντος φορτίου που απαιτούν αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, σκληρότητα και αντίσταση στη διάβρωση.

Μηχανικές ιδιότητες σκόνης CoCrMoW

Μηχανικές ιδιότητες σκόνης CoCrMoW

Ιδιότητες	Αξίες
Σκληρότητα	43-52 HRC
Αντοχή σε εφελκυσμό	1310-1650 MPa
Αντοχή σε επιμήκυνση	1035-1450 MPa
Επέκταση	8-15%
Μέτρο ελαστικότητας	240-310 GPa
Αντοχή Συστολής	1700-2100 MPa

• Εξαιρετικός συνδυασμός υψηλής τάσης και σκληρότητας
• Τα επίπεδα αντοχής ξεπερνούν τις προδιαγραφές για εμφυτεύματα που φέρουν φορτίο
• Λογική ολκιμότητα για ένα σκληρό υλικό
• Η μεγάλη ελαστικότητα παρέχει την απαιτούμενη ακαμψία για τα εμφυτεύματα
• Η υψηλή αντοχή κόπωσης εξασφαλίζει ανθεκτικότητα

Οι μηχανικές ιδιότητες καθιστούν την κονιώδη CoCrMoW εξαιρετικά κατάλληλη για την κατασκευή ανθεκτικών, ανθεκτικών στη φθορά ορθοπαιδικών εμφυτευμάτων, χρησιμοποιώντας τεχνολογίες προσθετικής κατασκευής.

Εφαρμογές Σκόνης CoCrMoW

Κύριες εφαρμογές της σκόνης CoCrMoW περιλαμβάνουν:

Εφαρμογές Σκόνης CoCrMoW

Εφαρμογή	Παραδείγματα
Ορθοπεδικά εμφυτεύματα	Γόνατο, ισχίο, οδοντικά εμφυτεύματα
Ιατρικές συσκευές	Χειρουργικά εργαλεία και όργανα
Αεροδιαστημική	Στοιχεία κινητήρα αεροσκαφών
Αυτοκινητοβιομηχανία	Εξαρτήματα ψεκασμού καυσίμου, βαλβίδες
Βιομηχανικός	Εργαλεία κοπής, μήτρες, καλούπια

Ορισμένες συγκεκριμένες χρήσεις προϊόντων κράματος σκόνης CoCrMoW:

• Επιφάνειες άρθρωσης στα εμφυτεύματα αντικατάστασης άρθρωσης
• Οδοντιατρικά στεφάνια, γέφυρες στόματος και ενδορριζικά στεφάνια
• Εμφυτεύματα για το πρόσωπο, ενδοκρανιακά εμφυτεύματα
• Τουρμπίνες και περιβλήματα κινητήρων αεροσκαφών
• Βαλβίδες κινητήρα αυτοκινήτου και μπεκ ψεκασμού καυσίμου
• Εργαλεία κοπής και βιομηχανικά εργαλεία

Ο συνδυασμός των εξαιρετικών μηχανικών ιδιοτήτων, της αντοχής στη διάβρωση και της συμβατότητας με το βιολογικό υλικό παρέχει τη μέγιστη απόδοση σε αυτές τις απαιτητικές εφαρμογές.

Προδιαγραφές Σκόνης CoCrMoW

Βασικά πρότυπα για σκόνη CoCrMoW:

Πρότυπα σκονών CoCrMoW

Standard	Περιγραφή
ASTM F75	Πρότυπο για κατεργασμένα κράματα CoCrMo για χειρουργικά εμφυτεύματα
ASTM F1537	Κράμα σφυρήλατου CoCrMoNi για οδοντιατρική χρήση
ASTM F3001	Τεχνικές προδιαγραφές για την πρόσθετη κατασκευή ιατρικών εμφυτευμάτων με τη χρήση σύντηξης κλίνης σκόνης
ISO 5832-4	Ελαστικό κράμα CoCrMoNi για χειρουργικά εμφυτεύματα

Τα πρότυπα αυτά καθορίζουν:

• Όρια στην σύνθεση, προσμίξεις
• Ελάχιστες απαιτήσεις μηχανικών ιδιοτήτων
• Μέθοδος παραγωγής - αεριοποίηση με αδρανές αέριο
• Αποδεκτή κατανομή μεγέθους σωματιδίων
• Πρωτόκολλα ελέγχων για τη διασφάλιση της ποιότητας
• Απαιτήσεις χαρακτηρισμού σκόνης

Η συμμόρφωση με τα πρότυπα διασφαλίζει την καταλληλότητα για κρίσιμες εφαρμογές ορθοπεδικών εμφυτευμάτων.

Μέγεθος Σωματιδίων Σκόνης ΚοΚΡΜοΔ

Κατανομή μεγέθους σωματιδίων σκόνης CoCrMoW

Μέγεθος σωματιδίων	Χαρακτηριστικά
15-25 μικρά	Χρησιμοποιούνται σε συντηξη λέιζερ κλίνης σκονης (LPBF)
25-45 μικρά	Χρησιμοποιούνται σε binder jetting και DMLS
10-45 μικρά	Χρησιμοποιείται στη χύτευση μετάλλων με έγχυση

• Η λεπτότερη σκόνη παρέχει υψηλότερη ανάλυση και φινίρισμα επιφάνειας για AM
• Η χονδροειδής σκόνη έχει καλύτερη ρευστότητα για την επεξεργασία σκόνης
• Εξισορροπημένη κατανομή μεγέθους βελτιστοποιημένη για κάθε μέθοδο παραγωγής
• Διατηρείται ένας στενός έλεγχος επί της κατανομής μεγέθους των σωματιδίων

Ο έλεγχος του μεγέθους και της μορφολογίας των σωματιδίων επιτρέπει υψηλή πυκνότητα συσκευασίας και βελτιστοποιημένη σύντηξη.

Φαινομενική Πυκνότητα Σκόνης CoCrMoW

Φαινομενική Πυκνότητα Σκόνης CoCrMoW

Φαινομενική πυκνότητα	Χαρακτηριστικά
Έως 60% πραγματική πυκνότητα	Για σφαιρική μορφολογία σκόνης
Εύρος 4,5-5,5 g/κυβικό εκατοστό	Λόγω των κενών μεταξύ των σωματιδίων

• Η υψηλότερη φαινομενική πυκνότητα βελτιώνει τη ροή σκόνης και τη συμπιεστότητα
• Το σφαιρικό σχήμα σκόνης επιτρέπει μεγαλύτερη πυκνότητα συσκευασίας
• Τιμές έως και 65% είναι πιθανές με βελτιστοποιημένη σκόνη

Μεγαλύτερη φαινομενική πυκνότητα επιφέρει μεγαλύτερη παραγωγικότητα κατά τη μονάδα παραγωγής και εξαρτήματος καλύτερης ποιότητας.

Μέθοδος παραγωγής σκόνης CoCRMOW

Παραγωγή σκόνης CoCrMoW

Μέθοδος	Λεπτομέρειες
Αεριοποίηση	Το αδρανές αέριο υψηλής πίεσης διασπά το ρευστό ρεύμα κράματος σε λεπτά σταγονίδια
Τήξη με επαγωγή σε κενό	Υλικά υψηλής καθαρότητας, τα οποία λιώνουν υπό κενό
Πολλαπλή ξανατήξη	Βελτιώνει τη χημική ομοιογένεια
Κοσκίνισμα	Ταξινομεί την σκόνη σε διαφορετικά κλάσματα του μεγέθους των σωματιδίων
Μεικτή	Κλάσματα σκόνης συνδυάστηκαν για εξατομίκευση της κατανομής σωματιδίων

• Η αεριοποίηση παράγει λεπτή σφαιρική μορφολογία σκόνης
• Η κένωση λυώνει ελαχιστοποιεί τις ακαθαρσίες όπως το οξυγόνο και το άζωτο
• Η πολλαπλή επαναχαύνωση βελτιώνει την ομοιομορφία στη σύνθεση
• Η μετα-επεξεργασία παρέχει ακριβή έλεγχο στη διανομή μεγέθους σωματιδίων

Η πλήρως αυτοματοποιημένη παραγωγή και ο αυστηρός έλεγχος της διαδικασίας εξασφαλίζουν αξιόπιστες ιδιότητες και ομοιομορφία από παρτίδα σε παρτίδα της σκόνης.

Τιμολόγηση Σκόνης CoCrMoW

Τιμολόγηση Σκόνης CoCrMoW

Παράγοντας	Επίδραση
Βαθμός σκόνης	Η τιμή αυξάνεται όσο αυξάνεται η καθαρότητα
Μέγεθος σωματιδίων	Οι υπερά λεπτοί βαθμοί είναι πιο ακριβοί
Ποσότητα παραγγελίας	Για μαζικές παραγγελίες, μειώνονται οι τιμές
Ιδιότητες Σκόνης	Υψηλότερη φαινομενική πυκνότητα συνεπάγεται υψηλότερο κόστος
Συσκευασία	Η τιμή των γεμάτων με αργό δοχείων αυξάνεται
Απαιτήσεις δοκιμών	Οι αυστηρότεροι έλεγχοι οδηγούν σε αυξημένο κόστος
Χρόνος παράδοσης	Ταχύτεροι χρόνοι παράδοσης αυξάνουν το κόστος

Ενδεικτική τιμολόγηση

• CoCrMoW για ιατρικές εφαρμογές: 120-180 δολάρια ανά κιλό
• CoCrMoW για βιομηχανικές εφαρμογές: 80-120 ευρώ ανά κιλό

Σημαντικά χαμηλότερες τιμές ισχύουν για ομαδικές παραγγελίες που ξεπερνούν τα εκατό κιλά.

Προμηθευτές σκόνης CoCRMOW

Προμηθευτές σκόνης CoCRMOW

Εταιρεία	Τοποθεσία
Carpenter Additive	ΗΠΑ
Sandvik Osprey	Ηνωμένο Βασίλειο
Χογκάνας	Σουηδία
Praxair	ΗΠΑ
AP&C	Καναδάς
Erasteel	Γαλλία

Βασικοί παράγοντες επιλογής:

• Ποικιλία από βαθμούς πούδρας και μεγέθη σωματιδίων
• Χωρητικότητα παραγωγής και χρόνοι αναμονής
• Ποιότητα και συνέπεια πούδρας
• Συμμόρφωση με τα ιατρικά πρότυπα
• Τιμολόγηση και ελάχιστη ποσότητα παραγγελίας
• Διαδικασίες επιθεώρησης, δοκιμών και ελέγχου ποιότητας

Χειρισμός και ασφάλεια σκόνης CoCrMoW

Διαχείριση σκόνης CoCrMoW

Σύσταση	Λόγος
Αποφύγετε την εισπνοή	Πρόληψη της βλάβης του πνευμονικού ιστού από λεπτά σωματίδια
Χρησιμοποιήστε προστατευτική μάσκα και γάντια	Να αποφεύγεται η ακούσια κατάποση από τη μύτη/το στόμα
Χειριστείτε σε καλά αεριζόμενες περιοχές	Μείωση της κυκλοφορίας των σωματιδίων στον αέρα
Χρησιμοποιήστε κατάλληλες προστατευτικές ενδυμασίες	Ελαχιστοποίηση δερματικής επαφής
Βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν πηγές ανάφλεξης κοντά	Η σκόνη μπορεί να καεί σε ατμόσφαιρα οξυγόνου
Ακολουθήστε τα αντιστατικά πρωτόκολλα	Η αποφυγή πυρκαγιάς λόγω στατικής εκκένωσης κατά την χειροκίνητη διαχείριση
Χρησιμοποιήστε μη σπινθηρίζοντα εργαλεία	Αποφυγή πιθανότητας ανάφλεξης
Αποθηκεύετε σε σφραγισμένα δοχεία σε δροσερό, ξηρό μέρος	Αποτρέψτε τη μόλυνση και την οξείδωση

Αν και η σκόνη CoCrMoW είναι σχετικά αδρανής, συνιστώνται οι απαραίτητες προφυλάξεις για την ασφαλή διαχείριση και επεξεργασία.

Επιθεώρηση και δοκιμές σκόνης CoCrMoW

Δοκιμή σκόνης CoCrMoW

Έλεγχος	Λεπτομέρειες
Χημική ανάλυση	Η φασματοσκοπία ICP χρησιμοποιείται για την επαλήθευση σύνθεσης
Ανάλυση μεγέθους σωματιδίων	Προσδιορίζει τη διανομή μεγέθους σωματιδίων
Φαινομενική πυκνότητα	Μετρημένο με ροόμετρο Hall σύμφωνα με το ASTM B212
Μορφολογία σκόνης	Ανάλυση απεικόνισης μέσω SEM για τον έλεγχο του σχήματος σωματιδίου
Δοκιμή ροής	Καθορίζει την ρευστότητα μέσω συγκεκριμένου χωνιού
Δοκιμή πυκνότητας σπυρών	Πυκνότητα που μετρήθηκε μετά από μηχανική κατακόρυφη πτώση σε δείγμα σκόνης

Οι αυστηρές δοκιμές διασφαλίζουν τη συμμόρφωση με προδιαγραφές όπως η ASTM F75 και σταθερή πούδρα κατάλληλη για την κατασκευή ορθοπεδικών εμφυτευμάτων.

Αποθήκευση και χειρισμός σκόνης CoCrMoW

Αποθήκευση Σκόνης CoCrMoW

Παράγοντας	Επίδραση
Αέρας, οξυγόνο	Κίνδυνος οξείδωσης σε υψηλές θερμοκρασίες
Υγρασία	Χαμηλός ρυθμός διάβρωσης σε θερμοκρασία δωματίου
Οργανικοί διαλύτες	Μπορεί να απορροφήσει διαλύτες και σκόνη λεκέδων
Οξέα, αλκάλια	Ανθεκτικό σε ήπια οξέα και βάσεις
Αυξημένη θερμοκρασία	Αυξημένη αντιδραστικότητα και οξείδωση στον αέρα
Ρύπανση	Μπορεί να επηρεάσει τη ρευστότητα, την ικανότητα σύντηξης

Συστάσεις:

• Αποθηκεύστε σφραγισμένα σε δοχεία με αδρανές αερίου
• Διατήρηση θερμοκρασίας κάτω από 30¡«C
• Αποφεύγετε την επαφή με οξειδωτικά οξέα και χλωριωμένους διαλύτες
• Ανοίγετε δοχεία μόνο σε ελεγχόμενα περιβάλλοντα

Με τις κατάλληλες προφυλάξεις, η σκόνη CoCrMoW παρουσιάζει εξαιρετική σταθερότητα κατά τη διαχείριση και την αποθήκευση.

Σύγκριση με σκόνη CoCrMo

Σκόνη CoCrMoW σε σχέση με CoCrMo

Παράμετρος	CoCrMoW	CoCrMo
Πυκνότητα	9,2 g/cc	8,3 g/cc
Σκληρότητα	43-52 HRC	35-45 HRC
Αντοχή σε εφελκυσμό	1310-1650 MPa	1170-1510 MPa
Αντοχή στη φθορά	Άριστος	Πολύ καλά
Αντοχή στη διάβρωση	Άριστος	Άριστος
βιοσυμβατότητα	Υψηλό	Υψηλό
Κόστος	Υψηλό	Μέτρια
Χρήσεις	Ορθοπεδικά εμφυτεύματα, Αεροδιαστημική	Ορθοπεδικά εμφυτεύματα, Οδοντικά

• Το CoCrMoW έχει σημαντικά υψηλότερη αντοχή και σκληρότητα
• Το CoCrMoW προσφέρει μεγαλύτερη αντοχή στη φθορά
• Και τα δύο διαθέτουν εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και βιοσυμβατότητα
• Το CoCrMoW είναι πιο ακριβό λόγω της προσθήκης W.
• Το CoCrMo προτιμάται για εμφυτεύματα γόνατος και ισχίου· το CoCrMo για την οδοντιατρική

Η προσθήκη τουφραμίου δίνει στο CoCrMoW ανώτερες μηχανικές ιδιότητες από τα συμβατικά κράματα CoCrMo.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της σκόνης CoCrMoW

Πλεονεκτήματα της κονιοποιημένης CoCrMoW:

• Εξαιρετική αντοχή, σκληρότητα και αντοχή στη φθορά
• Υψηλή βιοσυμβατότητα και αντοχή στη διάβρωση
• Καλές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας
• Μπορεί να επεξεργαστεί μέσω τεχνικών AM ή MIM
• Κατάλληλο για εφαρμογές ορθοπεδικών εμφυτευμάτων που φέρουν φορτίο
• Παρέχει ελκυστική αισθητική εμφάνιση

Περιορισμοί της σκόνης CoCrMoW:

• Ακριβότερα από τις CoCrMo και σκόνες ανοξείδωτου χάλυβα
• Μειωμένη πλαστιμότητα και αντοχή σε ρήξη
• Απαιτεί προστατευτική ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια επεξεργασίας
• Δυσκολία κατεργασίας τελικών μερών
• Περιορισμένη συγκόλληση και συγκόλληση
• Η απελευθέρωση ιόντων κοβαλτίου εγείρει ανησυχίες για την υγεία

Συχνές ερωτήσεις για Σκόνη CoCrMoW

Ε: Ποιες είναι οι κυριότερες εφαρμογές της κονιοποιημένης CoCrMoW;

A: Οι κύριες εφαρμογές είναι εμφυτεύματα αντικατάστασης γόνατος και ισχίου, οδοντιατρικές αποκαταστάσεις όπως στεφάνες και γέφυρες, γναθοπροσωπικά εμφυτεύματα και αεροδιαστημικά εξαρτήματα, όπως πτερύγια στροβίλων.

Ερ: Πώς βελτιώνει η προσθήκη βολφραμίου τις ιδιότητες του κράματος CoCrMo;

A: Το βολφράμιο αυξάνει σημαντικά την αντοχή, τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά μέσω ενοποίησης στερεών διαλυμάτων και σχηματισμός άκαμπτων καρβιδίων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εξαιρετική απόδοση για εδραιώματα που αντέχουν φορτίο.

Ε: Ποιες προφυλάξεις απαιτούνται κατά το χειρισμό της σκόνης CoCrMoW;

Α: Οι συνιστώμενες προφυλάξεις περιλαμβάνουν τη χρήση προστατευτικής μάσκας, γαντιών, ρουχισμού, χειρισμού σε αεριζόμενους χώρους, αποφυγή πηγών ανάφλεξης, έλεγχο της στατικής εκκένωσης, χρήση εργαλείων που δεν σπινθήριζουν και αποθήκευση σφραγισμένων δοχείων σε δροσερό, ξηρό μέρος.

Ε: Ποιες είναι οι βασικές διαφορές μεταξύ των βαθμών CoCrMoW για ιατρικές και βιομηχανικές χρήσεις;

A: ΟΙ ιατρικές βαθμίδες έχουν υψηλότερη καθαρότητα, χαμηλότερες ακαθαρσίες, ελεγχόμενη κατανομή μεγέθους σωματιδίων, υφίστανται πιο αυστηρούς ελέγχους και παράγονται σύμφωνα με αυστηρό ποιοτικό έλεγχο ώστε να πληρούν τα πρότυπα για βιοϊατρικά εμφυτεύματα.