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CoCrMo Polvo
Descripción general del polvo de CoCrMo El CoCrMo es un polvo de aleación de cobalto, cromo y molibdeno ampliamente utilizado en la fabricación aditiva de metales para aplicaciones biomédicas, dentales, aeroespaciales e industriales que requieren resistencia al desgaste y biocompatibilidad. Este artículo ofrece una guía detallada sobre el polvo de CoCrMo que abarca composición, propiedades, parámetros del proceso de AM, aplicaciones, especificaciones, proveedores, manipulación, inspección, comparaciones, ventajas e inconvenientes y preguntas frecuentes. Clave...
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Descripción general del polvo de CoCrMo
El CoCrMo es un polvo de aleación de cobalto-cromo-molibdeno ampliamente utilizado en la fabricación aditiva de metales para aplicaciones biomédicas, dentales, aeroespaciales e industriales que requieren resistencia al desgaste y biocompatibilidad.
Este artículo ofrece una guía detallada sobre el polvo de CoCrMo que abarca composición, propiedades, parámetros del proceso de AM, aplicaciones, especificaciones, proveedores, manipulación, inspección, comparaciones, ventajas e inconvenientes y preguntas frecuentes. La información clave se presenta en tablas de fácil consulta.
Composición del polvo de CoCrMo
La composición del polvo de aleación de CoCrMo es:
Elemento | Porcentaje de peso | Propósito |
---|---|---|
Cobalto | 58-69 | Elemento matriz, biocompatibilidad |
Cromo | 26-30 | Resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste |
Molibdeno | 5-7 | Solidez, resistencia al desgaste |
Carbono | 0.05-0.35 | Formador de carburo |
Silicio | 1 máximo | Desoxidante |
Manganeso | 1 máximo | Desoxidante |
Hierro | 0,75 máx. | Límite de contaminación |
El alto contenido en cobalto proporciona biocompatibilidad, mientras que el cromo y el molibdeno aportan solidez y resistencia al desgaste.
Propiedades del polvo de CoCrMo
Entre las propiedades clave del polvo de CoCrMo se incluyen:
Propiedad | Descripción |
---|---|
Biocompatibilidad | Excelente compatibilidad con los tejidos del cuerpo humano |
Resistencia al desgaste | Alta resistencia a la abrasión y al desgaste por deslizamiento |
Resistencia a la corrosión | Resistente a los fluidos corporales y a muchos productos químicos |
Fuerza | Resistencia a la tracción de hasta 1310 MPa cuando se endurece por deformación |
Dureza | Hasta 54 HRC cuando se endurece por envejecimiento |
Resistencia a la Fatiga | Adecuado para cargas dinámicas cíclicas |
Estas propiedades permiten su uso en implantes y dispositivos de carga.
Parámetros del proceso AM para polvo de CoCrMo
Los parámetros típicos para la impresión de polvo de CoCrMo incluyen:
Parámetro | Valor típico | Propósito |
---|---|---|
Altura de la capa | 20-50 µm | Resolución frente a velocidad de construcción |
Potencia del láser | 150-400 W | Condición de fusión sin vaporización |
Velocidad de exploración | 400-1200 mm/s | Densidad frente a tasa de producción |
Distancia entre escotillas | 80-120 Ã×m | Propiedades mecánicas |
Admite | Árbol o celosía | Voladizos, canales internos |
Prensado isostático en caliente | 1220¡"C, 100 MPa, 3 h | Eliminar la porosidad |
Parámetros adaptados a los requisitos de densidad, microestructura, velocidad de fabricación y posprocesamiento.
Aplicaciones de las piezas de CoCrMo impresas en 3D
Los componentes AM de CoCrMo se utilizan en:
Industria | SOLICITUDES |
---|---|
Médico | Implantes de rodilla/cadera, coronas dentales, herramientas quirúrgicas |
Aeroespacial | Álabes de turbina, componentes de motor |
Automovilístico | Asientos de válvulas, ruedas del turbocompresor |
Industrial | Herramientas, bridas y juntas resistentes al desgaste |
Petróleo y gas | Piezas de válvulas, bombas |
Las ventajas frente al CoCrMo forjado incluyen geometrías complejas, implantes personalizados, costes y plazos de entrega reducidos.
Especificaciones del polvo de CoCrMo para AM
El polvo de CoCrMo debe cumplir unas especificaciones estrictas:
Parámetro | Especificación |
---|---|
Rango de tamaño de partícula | 15-45 Ã×m típico |
Forma de las partículas | Morfología esférica |
Densidad aparente | > 4 g/cc |
Densidad de golpecito | > 6 g/cc |
Caudal de pasillo | > 23 seg para 50 g |
Pureza | >99,9% |
Contenido de Oxígeno | <1000 ppm |
Distribuciones de tamaño personalizadas y niveles de humedad controlados disponibles.
Proveedores de polvo de CoCrMo
Entre los proveedores de polvo de CoCrMo de renombre figuran:
Proveedor | Ubicación |
---|---|
Carpenter Additive | EE. UU. |
Sandvik Osprey | Reino Unido |
Erasteel | Suecia |
AP&C | Canadá |
Tecnología LPW | Reino Unido |
Arcam AB | Suecia |
Los precios oscilan entre $50/kg y $120/kg en función de la calidad y el volumen del pedido.
Manipulación y almacenamiento del polvo de CoCrMo
Como material reactivo, es esencial manipular con cuidado el polvo de CoCrMo:
- Almacenar los envases cerrados lejos de la humedad, ácidos, fuentes de ignición
- Evitar la exposición al aire y utilizar relleno de gas inerte
- Conecte a tierra los equipos para disipar las cargas estáticas
- Evitar la acumulación de polvo y utilizar aspiración
- Se recomienda ventilación local
- Seguir las precauciones de la ficha de datos de seguridad
Las técnicas adecuadas garantizan un estado óptimo del polvo.
Inspección y ensayo de polvo de CoCrMo
Los métodos de comprobación de la calidad incluyen:
Método | Parámetros probados |
---|---|
Análisis granulométrico | Distribución de granulometría |
Imágenes SEM | Morfología de las partículas |
EDX | Química y composición |
DRX | Fases presentes |
Picnometría | Densidad |
Caudal de pasillo | Capacidad de flujo del polvo |
Las pruebas según las normas ASTM verifican la calidad del polvo y la consistencia de los lotes.
Comparación del CoCrMo con polvos de aleaciones alternativas
El CoCrMo se compara con otras aleaciones como:
Aleación | Biocompatibilidad | Fuerza | Coste | Imprimibilidad |
---|---|---|---|---|
CoCrMo | Excelente | Medio | Medio | Bien |
Titanio Ti64 | Bien | Bajo | Alto | Justa |
Acero inoxidable 316L | Bien | Medio | Medio | Excelente |
Inconel 718 | Pobre | Alto | Alto | Bien |
El CoCrMo ofrece la mejor combinación de biocompatibilidad, resistencia e imprimibilidad para muchas aplicaciones.
Ventajas e inconvenientes del polvo de CoCrMo para AM
Puntos a favor | Contras |
---|---|
Excelente biocompatibilidad y resistencia a la corrosión | Capacidad limitada a altas temperaturas |
Muy buena resistencia al desgaste y a la abrasión | Susceptible de porosidad durante la impresión |
Fácilmente imprimible en 3D y soldable | Requiere manipulación en atmósfera controlada |
Ventaja económica frente a las aleaciones de titanio | A menudo es necesario el postprocesado |
Puede igualar las propiedades del material forjado | Menor tenacidad a la fractura que los aceros inoxidables |
El CoCrMo permite fabricar implantes y componentes metálicos funcionales, aunque con requisitos de procesamiento controlados.
Preguntas frecuentes sobre el polvo de CoCrMo
P: ¿Qué rango de tamaño de partículas funciona mejor para la impresión 3D de la aleación CoCrMo?
R: Un rango típico es de 15-45 micras. Proporciona una buena fluidez del polvo combinada con una alta resolución y densidad.
P: ¿Qué métodos de posprocesamiento se utilizan en las piezas de CoCrMo AM?
R: El prensado isostático en caliente, el tratamiento térmico, el mecanizado de la superficie y el pulido son procesos posteriores que se utilizan habitualmente para conseguir la densidad total y el acabado de la superficie.
P: ¿Qué procesos de impresión 3D en metal son compatibles con la aleación CoCrMo?
R: La fusión selectiva por láser (SLM), el sinterizado directo de metal por láser (DMLS) y la fusión por haz de electrones (EBM) pueden procesar polvo de CoCrMo.
P: ¿Qué industrias utilizan componentes de CoCrMo de fabricación aditiva?
R: Los sectores médico, dental, aeroespacial, automovilístico, del petróleo y el gas e industrial se benefician de las piezas de CoCrMo impresas en 3D.
P: ¿Requiere el CoCrMo estructuras de soporte durante la impresión 3D?
R: Sí, se necesitan soportes en los voladizos y canales internos para evitar deformaciones y permitir una fácil retirada tras la impresión.
P: ¿Qué defectos pueden producirse al imprimir polvo de CoCrMo?
R: Los defectos potenciales son la porosidad, el agrietamiento, la distorsión, la fusión incompleta y la rugosidad de la superficie. La mayoría pueden evitarse con parámetros optimizados.
P: ¿Qué tipo de pruebas de biocompatibilidad se realizan con las aleaciones de CoCrMo?
R: Se realizan pruebas de citotoxicidad, sensibilización, irritación, toxicidad sistémica, genotoxicidad e implantación según normas como la ISO 10993.
P: ¿Cuáles son las propiedades del CoCrMo impreso en comparación con la aleación fundida?
R: Los componentes de CoCrMo AM pueden alcanzar propiedades mecánicas iguales o mejores que sus homólogos fundidos y recocidos cuando se optimizan.
P: ¿Cuáles son las principales diferencias entre las aleaciones CoCr F75 y SP2?
R: El F75 tiene más carbono para mejorar la maquinabilidad, mientras que el SP2 tiene menos carbono más niobio para mejorar el comportamiento de fusión de las partículas durante la impresión.
P: ¿Qué densidad cabe esperar de los componentes de CoCrMo impresos en 3D?
R: Se puede conseguir una densidad superior a 99% para el CoCrMo con parámetros ideales adaptados a la aleación, que se ajusten a las propiedades del material forjado.
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