Polvere di CoCrMo

Panoramica della polvere di CoCrMo

Il CoCrMo è una polvere di lega di cobalto-cromo-molibdeno ampiamente utilizzata nella produzione additiva di metalli per applicazioni biomediche, dentali, aerospaziali e industriali che richiedono resistenza all'usura e biocompatibilità.

Questo articolo fornisce una guida dettagliata alla polvere di CoCrMo che copre la composizione, le proprietà, i parametri del processo AM, le applicazioni, le specifiche, i fornitori, la manipolazione, l'ispezione, i confronti, i pro e i contro e le domande frequenti. Le informazioni chiave sono presentate in tabelle di facile consultazione.

Composizione della polvere di CoCrMo

La composizione della polvere di lega CoCrMo è:

Elemento	% Peso	Scopo
Cobalto	58-69	Elemento matrice, biocompatibilità
Chromium	26-30	Resistenza alla corrosione, resistenza all'usura
Molibdeno	5-7	Forza, resistenza all'usura
Carbonio	0.05-0.35	Formatore in carburo
Silicio	1 max	Disossidante
Manganese	1 max	Disossidante
Ferro	0,75 max	Limite di contaminazione

L'elevato contenuto di cobalto garantisce la biocompatibilità, mentre cromo e molibdeno conferiscono forza e resistenza all'usura.

Proprietà della polvere di CoCrMo

Le proprietà principali della polvere di CoCrMo includono:

Proprietà	Descrizione
biocompatibilità	Eccellente compatibilità con i tessuti del corpo umano
Resistenza all'usura	Elevata resistenza all'abrasione e all'usura da scorrimento
Resistenza alla corrosione	Resistente ai fluidi corporei e a molte sostanze chimiche
Forza	Resistenza alla trazione fino a 1310 MPa con tempra da lavoro
Durezza	Fino a 54 HRC se temprato per invecchiamento
Resistenza alla fatica	Adatto a carichi dinamici ciclici

Le proprietà consentono l'utilizzo per impianti e dispositivi portanti.

Parametri del processo AM per la polvere di CoCrMo

I parametri tipici per la stampa della polvere di CoCrMo includono:

Parametro	Valore tipico	Scopo
Altezza dello strato	20-50 µm	Risoluzione e velocità di costruzione
Potenza laser	150-400 W	Condizione di fusione senza vaporizzazione
Velocità di scansione	400-1200 mm/s	Densità in funzione della velocità di produzione
Distanza tra i boccaporti	80-120 Ã×m	Proprietà meccaniche
Supporti	Albero o traliccio	Sporgenze, canali interni
Pressatura isostatica a caldo	1220¡"C, 100 MPa, 3 ore	Eliminare la porosità

Parametri personalizzati per densità, microstruttura, velocità di produzione e requisiti di post-lavorazione.

Applicazioni delle parti in CoCrMo stampate in 3D

I componenti AM in CoCrMo sono utilizzati in:

Industria	APPLICAZIONI
Medico	Protesi di ginocchio/anca, corone dentali, strumenti chirurgici
Aerospaziale	Pale di turbine, componenti di motori
Automotive	Sedi delle valvole, ruote del turbocompressore
Industriale	Utensili, flange e guarnizioni resistenti all'usura
Olio e gas	Parti di valvole, pompe

I vantaggi rispetto al CoCrMo battuto includono geometrie complesse, impianti personalizzati, costi e tempi di consegna ridotti.

Specifiche della polvere di CoCrMo per AM

La polvere di CoCrMo deve soddisfare specifiche rigorose:

Parametro	Specificazione
Intervallo dimensionale delle particelle	15-45 Ã×m tipico
Forma delle particelle	Morfologia sferica
Densità apparente	> 4 g/cc
Densità del materiale compattato	> 6 g/cc
Portata del corridoio	> 23 sec per 50 g
Purezza	>99,9%
Contenuto di ossigeno	<1000 ppm

Sono disponibili distribuzioni dimensionali personalizzate e livelli di umidità controllati.

Fornitori di polvere di CoCrMo

Tra i fornitori di polvere di CoCrMo affidabili vi sono:

Fornitore	Ubicazione
Additive Carpenter	USA
Sandvik Osprey	GB
Erasteel	Svezia
AP&C	Canada
Tecnologia LPW	GB
Arcam AB	Svezia

I prezzi variano da $50/kg a $120/kg in base a considerazioni sulla qualità e al volume degli ordini.

Manipolazione e stoccaggio della polvere di CoCrMo

Essendo un materiale reattivo, è essenziale un'attenta manipolazione della polvere di CoCrMo:

• Conservare i contenitori sigillati lontano da umidità, acidi e fonti di accensione.
• Evitare l'esposizione all'aria e utilizzare imbottiture di gas inerte.
• Mettere a terra le apparecchiature per dissipare le cariche statiche
• Evitare l'accumulo di polvere e utilizzare un sistema di aspirazione.
• Si raccomanda la ventilazione di scarico locale
• Seguire le precauzioni della scheda di sicurezza

Le tecniche corrette garantiscono una condizione ottimale della polvere.

Ispezione e test della polvere di CoCrMo

I metodi di controllo della qualità includono:

Metodo	Parametri testati
Analisi granulometrica	Distribuzione granulometrica
Immagini SEM	Morfologia delle particelle
EDX	Chimica e composizione
XRD	Fasi presenti
Picnometria	Densità
Portata del corridoio	Scorrimento della polvere

I test secondo gli standard ASTM verificano la qualità della polvere e la consistenza dei lotti.

Confronto tra CoCrMo e polveri di leghe alternative

Il CoCrMo si confronta con altre leghe come:

Lega	biocompatibilità	Forza	Costi	Stampabilità
CoCrMo	Eccellente	Intermedio	Intermedio	Bene
Titanio Ti64	Bene	Scarso	Elevato	Fiera
Acciaio inox 316L	Bene	Intermedio	Intermedio	Eccellente
Inconel 718	Scarso	Elevato	Elevato	Bene

Il CoCrMo offre la migliore combinazione di biocompatibilità, resistenza e stampabilità per molte applicazioni.

Pro e contro della polvere di CoCrMo per AM

* Alta densità: maggiore capacità di archiviazione in un fattore di forma più piccolo * Bassa latenza: tempi di accesso più rapidi rispetto ai dischi rigidi tradizionali * Elevata larghezza di banda: velocità di trasferimento dati più elevate * Maggiore affidabilità: meno parti mobili rispetto ai dischi rigidi tradizionali, riducendo il rischio di guasti * Maggiore efficienza energetica: consumo energetico inferiore rispetto ai dischi rigidi tradizionali * Silenzioso: nessun rumore di ricerca o rotazione	Contro
Eccellente biocompatibilità e resistenza alla corrosione	Capacità limitata alle alte temperature
Ottima resistenza all'usura e all'abrasione	Suscettibile di porosità durante la stampa
Prontamente stampabile in 3D e saldabile	Richiede la manipolazione in atmosfera controllata
Vantaggio di costo rispetto alle leghe di titanio	Spesso è necessaria la post-elaborazione
Può corrispondere alle proprietà del materiale battuto	Tenacità alla frattura inferiore rispetto agli acciai inossidabili

Il CoCrMo consente di realizzare impianti e componenti metallici funzionali, anche se con requisiti di lavorazione controllati.

Domande frequenti sulla polvere di CoCrMo

D: Qual è la gamma di dimensioni delle particelle più adatta per la stampa 3D della lega CoCrMo?

R: L'intervallo tipico è di 15-45 micron. Offre una buona fluidità della polvere combinata con un'elevata risoluzione e densità.

D: Quali sono i metodi di post-elaborazione utilizzati per le parti in CoCrMo AM?

R: La pressatura isostatica a caldo, il trattamento termico, la lavorazione superficiale e la lucidatura sono processi post-processuali comunemente utilizzati per ottenere la massima densità e finitura superficiale.

D: Quali processi di stampa 3D in metallo sono compatibili con la lega CoCrMo?

R: La fusione laser selettiva (SLM), la sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS) e la fusione a fascio elettronico (EBM) possono tutte lavorare la polvere di CoCrMo.

D: Quali settori industriali utilizzano componenti in CoCrMo prodotti in modo additivo?

R: I settori medico, dentale, aerospaziale, automobilistico, petrolifero e del gas e industriale traggono vantaggio dalle parti in CoCrMo stampate in 3D.

D: Il CoCrMo richiede strutture di supporto durante la stampa 3D?

R: Sì, i supporti sono necessari sulle sporgenze e sui canali interni per evitare deformazioni e consentire una facile rimozione dopo la stampa.

D: Quali difetti possono verificarsi durante la stampa della polvere di CoCrMo?

R: I difetti potenziali sono porosità, cricche, distorsioni, fusione incompleta e rugosità superficiale. La maggior parte può essere evitata con l'ottimizzazione dei parametri.

D: Che tipo di test di biocompatibilità vengono eseguiti sulle leghe di CoCrMo?

R: Vengono condotti test di citotossicità, sensibilizzazione, irritazione, tossicità sistemica, genotossicità e impianto secondo standard come ISO 10993.

D: Come sono le proprietà del CoCrMo stampato rispetto alla lega fusa?

R: I componenti in CoCrMo AM possono raggiungere proprietà meccaniche pari o superiori alle controparti fuse e ricotte, se ottimizzate.

D: Quali sono le principali differenze tra le leghe CoCr F75 e SP2?

R: F75 ha un carbonio più elevato per una migliore lavorabilità, mentre SP2 ha un carbonio più basso e niobio per migliorare il comportamento di fusione delle particelle durante la stampa.

D: Quale densità si può prevedere per i componenti in CoCrMo stampati in 3D?

R: Per il CoCrMo è possibile ottenere una densità superiore a 99% con parametri ideali, studiati su misura per la lega, che corrispondano alle proprietà del materiale battuto.