Poudre de CoCrMo

Aperçu de la poudre de CoCrMo

Le CoCrMo est une poudre d'alliage cobalt-chrome-molybdène largement utilisée dans la fabrication additive de métaux pour des applications biomédicales, dentaires, aérospatiales et industrielles nécessitant une résistance à l'usure et une biocompatibilité.

Cet article fournit un guide détaillé sur la poudre de CoCrMo couvrant la composition, les propriétés, les paramètres du processus d'AM, les applications, les spécifications, les fournisseurs, la manipulation, l'inspection, les comparaisons, les avantages et les inconvénients, et les FAQ. Les informations clés sont présentées dans des tableaux faciles à consulter.

Composition de la poudre de CoCrMo

La composition de la poudre d'alliage CoCrMo est la suivante :

élément	% en poids	Objectif
Cobalt	58-69	Élément de matrice, biocompatibilité
Chromium	26-30	Résistance à la corrosion, résistance à l'usure
Molybdène, molybdène	5-7	Solidité, résistance à l'usure
Carbone	0.05-0.35	Forme en carbure
Silicium	1 max	Désoxydant
Manganèse	1 max	Désoxydant
Fer	0,75 max	Limite de contamination

La teneur élevée en cobalt assure la biocompatibilité, tandis que le chrome et le molybdène confèrent la solidité et la résistance à l'usure.

Propriétés de la poudre de CoCrMo

Les principales propriétés de la poudre de CoCrMo sont les suivantes :

Propriété immobilière	Description
biocompatibilité	Excellente compatibilité avec les tissus du corps humain
Résistance à l'usure	Résistance élevée à l'abrasion et à l'usure par glissement
Résistance à la corrosion	Résistant aux fluides corporels et à de nombreux produits chimiques
Force	Résistance à la traction jusqu'à 1310 MPa en cas d'écrouissage
Dureté	Jusqu'à 54 HRC en cas de durcissement par vieillissement
Résistance à la fatigue	Adapté aux charges dynamiques cycliques

Ces propriétés permettent de l'utiliser pour des implants et des dispositifs porteurs.

Paramètres du processus AM pour la poudre de CoCrMo

Les paramètres typiques pour l'impression de la poudre de CoCrMo sont les suivants :

Paramètre	Valeur typique	Objectif
Hauteur de la couche	20-50 µm	Résolution vs vitesse de construction
Puissance du laser	150-400 W	Condition de fusion sans vaporisation
Vitesse de balayage	400-1200 mm/s	Densité en fonction du taux de production
Espacement des trappes	80-120 Ã×m	Propriétés mécaniques
Soutien	Arbre ou treillis	Porte-à-faux, caniveaux intérieurs
Pressage isostatique à chaud	1220¡"C, 100 MPa, 3 heures	Éliminer la porosité

Paramètres adaptés à la densité, à la microstructure, à la vitesse de fabrication et aux exigences de post-traitement.

Applications des pièces en CoCrMo imprimées en 3D

Les composants AM CoCrMo sont utilisés dans :

Industrie	APPLICATIONS
Médical	Implants du genou/de la hanche, couronnes dentaires, outils chirurgicaux
Aérospatial	Aubes de turbines, composants de moteurs
Automobile	Sièges de soupape, roues de turbocompresseur
Industriel	Outillage, brides et joints résistants à l'usure
Pétrole et gaz	Pièces de robinetterie, pompes

Les avantages par rapport au CoCrMo corroyé comprennent des géométries complexes, des implants personnalisés, des coûts et des délais réduits.

Spécifications de la poudre de CoCrMo pour l'AM

La poudre de CoCrMo doit répondre à des spécifications strictes :

Paramètre	Spécification
Plage de granulométrie	15-45 Ã×m typique
Forme des particules	Morphologie sphérique
Densité apparente	> 4 g/cc
Densité de tassement	> 6 g/cc
Débit de hall	> 23 secondes pour 50 g
Pureté	>99,9%
Teneur en oxygène	<1000 ppm

Des distributions de tailles personnalisées et des niveaux d'humidité contrôlés sont disponibles.

Fournisseurs de poudre de CoCrMo

Les fournisseurs de poudre de CoCrMo réputés sont les suivants :

Fournisseur	Lieu
Carpenter Additive	États-Unis
Sandvik Osprey	Royaume-Uni
Erasteel	La Suède
AP&C	Canada
Technologie LPW	Royaume-Uni
Arcam AB	La Suède

Les prix varient de $50/kg à $120/kg en fonction de la qualité et du volume de la commande.

Manipulation et stockage de la poudre de CoCrMo

En tant que matériau réactif, il est essentiel de manipuler la poudre de CoCrMo avec précaution :

• Stocker les récipients fermés à l'abri de l'humidité, des acides et des sources d'inflammation.
• Empêcher l'exposition à l'air et utiliser un rembourrage en gaz inerte
• Mettre l'équipement à la terre pour dissiper les charges statiques
• Éviter l'accumulation de poussière et utiliser un système de dépoussiérage
• Une ventilation locale par aspiration est recommandée
• Respecter les précautions de la fiche de données de sécurité

Des techniques appropriées garantissent un état optimal de la poudre.

Inspection et essais de la poudre de CoCrMo

Les méthodes de contrôle de la qualité comprennent

Méthode	Paramètres testés
Analyse granulométrique	Distribution de la taille des particules
Imagerie MEB	Morphologie des particules
EDX	Chimie et composition
XRD	Phases présentes
Pycnométrie	Densité
Débit de hall	Coulance des poudres

Des tests conformes aux normes ASTM permettent de vérifier la qualité de la poudre et l'homogénéité des lots.

Comparaison entre le CoCrMo et d'autres poudres d'alliage

Le CoCrMo est comparable à d'autres alliages :

Alliage	biocompatibilité	Force	Coût	Imprimabilité
CoCrMo	Excellent	Moyen	Moyen	Bien
Titane Ti64	Bien	Bas	Élevé	Foire
Acier inoxydable 316L	Bien	Moyen	Moyen	Excellent
Inconel 718	Laissé à l'abandon	Élevé	Élevé	Bien

Le CoCrMo offre la meilleure combinaison de biocompatibilité, de résistance et d'imprimabilité pour de nombreuses applications.

Avantages et inconvénients de la poudre de CoCrMo pour l'AM

* Nécessaire pour les personnes qui ont des problèmes de mobilité * Peut être utilisé pour le transport de marchandises * Peut être utilisé pour les loisirs, comme le camping * Peut être utilisé pour explorer des zones reculées * Peut être utilisé pour les livraisons de nourriture * Peut être utilisé pour les services de messagerie * Peut être utilisé pour les services de sécurité * Peut être utilisé pour les services d'urgence * Peut être utilisé pour les opérations militaires Cons * Peut être cher à l'achat * Peut être cher à entretenir * Peut être difficile à conduire dans des espaces confinés * Peut être difficile à garer * Peut être bruyant * Peut être polluant	Inconvénients
Excellente biocompatibilité et résistance à la corrosion	Capacité limitée à haute température
Très bonne résistance à l'usure et à l'abrasion	Susceptible de porosité lors de l'impression
Facilement imprimable en 3D et soudable	Nécessite une manipulation sous atmosphère contrôlée
Avantage en termes de coûts par rapport aux alliages de titane	Le post-traitement est souvent nécessaire
Peut correspondre aux propriétés des matériaux corroyés	Ténacité à la rupture inférieure à celle des aciers inoxydables

Le CoCrMo permet de réaliser des implants et des composants métalliques fonctionnels, mais avec des exigences de traitement contrôlées.

Questions fréquemment posées sur la poudre de CoCrMo

Q : Quelle est la gamme de tailles de particules la plus adaptée à l'impression 3D de l'alliage CoCrMo ?

R : La plage typique est de 15 à 45 microns. Elle offre une bonne fluidité de la poudre combinée à une résolution et une densité élevées.

Q : Quelles sont les méthodes de post-traitement utilisées sur les pièces AM en CoCrMo ?

R : Le pressage isostatique à chaud, le traitement thermique, l'usinage de la surface et le polissage sont des post-traitements couramment utilisés pour obtenir une densité et une finition de surface optimales.

Q : Quels sont les procédés d'impression 3D de métaux compatibles avec l'alliage CoCrMo ?

R : La fusion sélective par laser (SLM), le frittage direct par laser (DMLS) et la fusion par faisceau d'électrons (EBM) peuvent tous traiter la poudre de CoCrMo.

Q : Quelles sont les industries qui utilisent des composants en CoCrMo fabriqués de manière additive ?

R : Les secteurs médical, dentaire, aérospatial, automobile, pétrolier et gazier ainsi que les secteurs industriels bénéficient des pièces en CoCrMo imprimées en 3D.

Q : Le CoCrMo nécessite-t-il des structures de soutien pendant l'impression 3D ?

R : Oui, des supports sont nécessaires sur les surplombs et les canaux internes pour éviter les déformations et permettre un retrait facile après l'impression.

Q : Quels défauts peuvent apparaître lors de l'impression de la poudre de CoCrMo ?

R : Les défauts potentiels sont la porosité, la fissuration, la distorsion, la fusion incomplète et la rugosité de la surface. La plupart peuvent être évités grâce à des paramètres optimisés.

Q : Quels types d'essais de biocompatibilité sont effectués sur les alliages CoCrMo ?

R : Des tests de cytotoxicité, de sensibilisation, d'irritation, de toxicité systémique, de génotoxicité et d'implantation sont réalisés conformément à des normes telles que la norme ISO 10993.

Q : Quelles sont les propriétés du CoCrMo imprimé par rapport à celles de l'alliage coulé ?

R : Les composants AM en CoCrMo peuvent atteindre des propriétés mécaniques égales ou supérieures à celles de leurs homologues coulés et recuits lorsqu'ils sont optimisés.

Q : Quelles sont les principales différences entre les alliages CoCr F75 et SP2 ?

R : F75 contient plus de carbone pour une meilleure usinabilité, tandis que SP2 contient moins de carbone et du niobium pour un meilleur comportement de fusion des particules pendant l'impression.

Q : Quelle densité peut-on attendre des composants en CoCrMo imprimés en 3D ?

R : Une densité supérieure à 99% est possible pour le CoCrMo avec des paramètres idéaux adaptés à l'alliage, correspondant aux propriétés du matériau corroyé.