CoCrMo em pó

Visão geral do pó de CoCrMo

O CoCrMo é um pó de liga de cobalto-crómio-molibdénio amplamente utilizado no fabrico de aditivos metálicos para aplicações biomédicas, dentárias, aeroespaciais e industriais que necessitam de resistência ao desgaste e biocompatibilidade.

Este artigo fornece um guia detalhado sobre o pó de CoCrMo, abrangendo a composição, as propriedades, os parâmetros do processo AM, as aplicações, as especificações, os fornecedores, o manuseamento, a inspeção, as comparações, os prós e os contras e as perguntas frequentes. As principais informações são apresentadas em tabelas fáceis de consultar.

Composição do pó de CoCrMo

A composição do pó da liga CoCrMo é a seguinte

Elemento	Peso %	Propósito
Cobalto	58-69	Elemento de matriz, biocompatibilidade
Crómio	26-30	Resistência à corrosão, resistência ao desgaste
Molibdênio	5-7	Força, resistência ao desgaste
Carbono	0.05-0.35	Formador de metal duro
Silício	1 máximo	Desoxidante
Manganês	1 máximo	Desoxidante
Ferro	0,75 max	Limite de contaminação

O elevado teor de cobalto proporciona biocompatibilidade, enquanto o crómio e o molibdénio conferem força e resistência ao desgaste.

Propriedades do pó de CoCrMo

As principais propriedades do pó de CoCrMo incluem:

Propriedade	Descrição
biocompatibilidade	Excelente compatibilidade com os tecidos do corpo humano
Resistência ao desgaste	Elevada resistência à abrasão e ao desgaste por deslizamento
Resistência à corrosão	Resistente aos fluidos corporais e a muitos produtos químicos
Força	Resistência à tração até 1310 MPa quando endurecido por trabalho
Dureza	Até 54 HRC quando endurecido por envelhecimento
Resistência à fadiga	Adequado para cargas dinâmicas cíclicas

As propriedades permitem a utilização em implantes e dispositivos de suporte de carga.

Parâmetros do processo AM para o pó de CoCrMo

Os parâmetros típicos para a impressão de pó de CoCrMo incluem

Parâmetros	Valor típico	Propósito
Altura da camada	20 a 50 µm	Resolução vs. velocidade de construção
Potência laser	150-400 W	Condição de fusão sem vaporização
Velocidade de digitalização	400-1200 mm/s	Densidade versus taxa de produção
Espaçamento da escotilha	80-120 Ã×m	Propriedades mecânicas
Apoios	Árvore ou treliça	Saliências, canais internos
Prensagem isostática a quente	1220¡"C, 100 MPa, 3 horas	Eliminar a porosidade

Parâmetros adaptados à densidade, microestrutura, velocidade de construção e requisitos de pós-processamento.

Aplicações de peças de CoCrMo impressas em 3D

Os componentes AM CoCrMo são utilizados em:

Indústria	APLICAÇÕES
Médico	Implantes de joelho/quadril, coroas dentárias, instrumentos cirúrgicos
Aeroespacial	Lâminas de turbinas, componentes de motores
Automotivo	Assentos de válvulas, rodas do turbocompressor
Industrial	Ferramentas, flanges e vedantes resistentes ao desgaste
Petróleo e gás	Peças de válvulas, bombas

As vantagens em relação ao CoCrMo forjado incluem geometrias complexas, implantes personalizados, custos e prazos de entrega reduzidos.

Especificações do pó de CoCrMo para AM

O pó de CoCrMo deve cumprir especificações rigorosas:

Parâmetros	Especificação
Faixa granulométrica	15-45 Ã×m típico
Forma da partícula	Morfologia esférica
Densidade Aparente	> 4 g/cc
Densidade Batida	> 6 g/cc
Taxa de fluxo por corredor	> 23 seg. para 50 g
Pureza	>99,9%
Teor de Oxigênio	<1000 ppm

Estão disponíveis distribuições de tamanho personalizadas e níveis de humidade controlados.

Fornecedores de CoCrMo em pó

Os fornecedores reputados de pó de CoCrMo incluem:

Fornecedor	Local
Carpenter Additive	EUA
Sandvik Osprey	Reino Unido
Erasteel	Suécia
AP&C	Canadá
Tecnologia LPW	Reino Unido
Arcam AB	Suécia

Os preços variam entre $50/kg e $120/kg com base em considerações de qualidade e volume de encomendas.

Manuseamento e armazenamento do pó de CoCrMo

Sendo um material reativo, é essencial um manuseamento cuidadoso do pó de CoCrMo:

• Armazenar os recipientes fechados ao abrigo da humidade, ácidos e fontes de ignição
• Evitar a exposição ao ar e utilizar uma almofada de gás inerte
• Ligação à terra do equipamento para dissipar as cargas estáticas
• Evitar a acumulação de poeiras e utilizar a extração de poeiras
• Recomenda-se a ventilação por exaustão local
• Respeitar as precauções da ficha de dados de segurança

Técnicas adequadas garantem um estado ótimo do pó.

Inspeção e ensaio do pó de CoCrMo

Os métodos de teste de qualidade incluem:

Método	Parâmetros testados
Análise granulométrica	Distribuição de Tamanho de Partículas
Imagem SEM	Morfologia das partículas
EDX	Química e composição
XRD	Fases presentes
Picnometria	Densidade
Taxa de fluxo por corredor	Fluidez do pó

Os ensaios efectuados de acordo com as normas ASTM verificam a qualidade do pó e a consistência dos lotes.

Comparação de CoCrMo com pós de ligas alternativas

O CoCrMo compara-se a outras ligas como:

Liga	biocompatibilidade	Força	Custo	Capacidade de impressão
CoCrMo	Excelente	Médio	Médio	Bom
Titânio Ti64	Bom	Baixo	Alto	Justo
Aço inoxidável 316L	Bom	Médio	Médio	Excelente
Inconel 718	Pobre	Alto	Alto	Bom

O CoCrMo oferece a melhor combinação de biocompatibilidade, resistência e capacidade de impressão para muitas aplicações.

Prós e contras do pó de CoCrMo para AM

**Prós**	Contras
Excelente biocompatibilidade e resistência à corrosão	Capacidade limitada a altas temperaturas
Muito boa resistência ao desgaste e à abrasão	Suscetível de porosidade durante a impressão
Prontamente imprimível em 3D e soldável	Requer manuseamento em atmosfera controlada
Vantagem de custo em relação às ligas de titânio	O pós-processamento é frequentemente necessário
Pode corresponder às propriedades do material forjado	Menor resistência à fratura do que os aços inoxidáveis

O CoCrMo permite implantes e componentes metálicos funcionais, embora com requisitos de processamento controlados.

Perguntas frequentes sobre o pó de CoCrMo

Q: Que gama de tamanhos de partículas funciona melhor para a impressão 3D da liga CoCrMo?

R: A gama típica é de 15-45 microns. Proporciona uma boa fluidez do pó combinada com uma elevada resolução e densidade.

P: Que métodos de pós-processamento são utilizados nas peças AM de CoCrMo?

R: A prensagem isostática a quente, o tratamento térmico, a maquinagem da superfície e o polimento são pós-processos habitualmente utilizados para atingir a densidade total e o acabamento da superfície.

Q: Que processos de impressão 3D em metal são compatíveis com a liga de CoCrMo?

R: A fusão selectiva por laser (SLM), a sinterização direta por laser de metal (DMLS) e a fusão por feixe de electrões (EBM) podem processar pó de CoCrMo.

P: Que indústrias utilizam componentes de CoCrMo fabricados de forma aditiva?

R: Os sectores médico, dentário, aeroespacial, automóvel, do petróleo e do gás e industrial beneficiam das peças de CoCrMo impressas em 3D.

Q: O CoCrMo necessita de estruturas de suporte durante a impressão 3D?

R: Sim, são necessários suportes nas saliências e nos canais internos para evitar a deformação e permitir uma remoção fácil após a impressão.

Q: Que defeitos podem ocorrer durante a impressão de pó de CoCrMo?

R: Os defeitos potenciais são a porosidade, a fissuração, a distorção, a fusão incompleta e a rugosidade da superfície. A maioria pode ser evitada com parâmetros optimizados.

P: Que tipo de testes de biocompatibilidade são efectuados nas ligas de CoCrMo?

R: São realizados ensaios de citotoxicidade, sensibilização, irritação, toxicidade sistémica, genotoxicidade e implantação de acordo com normas como a ISO 10993.

P: Como são as propriedades do CoCrMo impresso em comparação com a liga fundida?

R: Os componentes AM CoCrMo podem atingir propriedades mecânicas iguais ou superiores às dos componentes fundidos e recozidos quando optimizados.

P: Quais são as principais diferenças entre as ligas CoCr F75 e SP2?

R: O F75 tem mais carbono para uma melhor maquinabilidade, enquanto o SP2 tem menos carbono e nióbio para um melhor comportamento de fusão das partículas durante a impressão.

P: Que densidade pode ser esperada com componentes de CoCrMo impressos em 3D?

R: É possível obter uma densidade superior a 99% para CoCrMo com parâmetros ideais adaptados à liga, correspondendo às propriedades do material forjado.