Kobalt-Chrom CoCrMo-Pulver

Vorteile von MIM mit CoCrMo-Pulver

• Liefert komplexe, netzförmige Teile, die mit anderen Methoden nicht möglich sind
• Nahezu volle Dichte und homogenes Gefüge
• Gleiche oder bessere Eigenschaften als Guss- oder Knetlegierungen
• Minimiert teure Nachbearbeitung
• Ermöglicht kleine, empfindliche Merkmale und dünne Wände
• Konsistente Maßtoleranz und Oberflächengüte
• Kostengünstig für mittlere Volumen

MIM-Prozess-Schritte mit CoCrMo-Pulver

Das spezielle MIM-Verfahren umfasst mehrere wichtige Schritte, um das Ausgangsmaterial in dichte Endkomponenten mit maßgeschneiderten Eigenschaften zu verwandeln.

MIM Kobalt-Chrom Materialeigenschaften

MIM ermöglicht CoCrMo-Legierungen mit einer Reihe von erreichbaren mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit. Die Eigenschaften können durch Wärmebehandlungen nach dem Sintern weiter verbessert werden.

MIM CoCrMo Anwendungen

MIM ermöglicht leichte, hochfeste CoCrMo-Bauteile mit dünnen Wänden, Hinterschneidungen und versteckten Kanälen für kritische Anwendungen in der Orthopädie- und Luftfahrtindustrie.

Kobalt-Chrom CoCrMo-Pulver für die additive Fertigung

Die additive Fertigung unter Verwendung von Kobalt-Chrom-CoCrMo-Pulver revolutioniert die Herstellung von Metallimplantaten durch die Möglichkeit, poröse Strukturen zu schaffen, die das Einwachsen von Knochen ermöglichen.

Vorteile der additiven Fertigung mit CoCrMo

• Maßgeschneiderte, auf den Patienten abgestimmte orthopädische Implantate
• Kontrollierte poröse Strukturen für die Osseointegration
• Weniger Abfall im Vergleich zu traditionellen subtraktiven Techniken
• Rationalisierte Lieferkette mit reduzierten Beständen
• Gestaltungsfreiheit für komplexe, organische Formen, die beim Gießen nicht möglich sind
• Eliminierung teurer Spezialwerkzeuge
• Dichte, hochfeste Komponenten, die mit Kneteigenschaften konkurrieren

Häufigster AM-Prozess für CoCrMo

Es gibt zwar mehrere Metall-AM-Technologien wie Binder-Jetting und DED, aber das Laser-Pulverbett-Fusionsverfahren (L-PBF) ist das am weitesten verbreitete Verfahren für orthopädische Implantate aus Kobaltchrom.

Überblick über das Laser-Pulverbett-Schmelzverfahren AM

Typische CoCrMo-Zusammensetzungen für AM

• Kobalt - Gleichgewicht/Zurückhaltung
• Chrom - 26 bis 30 Gew.-%%
• Molybdän - 5 bis 7 Gew.-%%
• Kohlenstoff, Stickstoff - minimiert
• Silizium, Mangan - <1 wt%
• Wolfram, Eisen - <0,75 Gew.-%%

Parameter-Optimierung für CoCrMo AM

Um die volle Dichte und Eigenschaften zu erreichen, die der traditionellen Herstellung nahe kommen, müssen die AM-Parameter speziell für Kobaltchrompulver optimiert werden.

Nachbearbeitung von AM CoCrMo-Komponenten

Zusätzliche Schritte tragen dazu bei, innere Spannungen aus dem AM-Prozess abzubauen und die Ermüdungsleistung zu verbessern.

• Stressabbauende Wärmebehandlungen
• Heißisostatisches Pressen (HIP)
• Oberflächenbearbeitung - Schleifen, Polieren
• Bearbeitung der Netzform, falls erforderlich

Mechanische Eigenschaften - AM vs. gegossenes CoCrMo

Das Ergebnis ist, dass sorgfältig optimierte AM-Parameter in Kombination mit HIP mit der mechanischen Leistung traditionell hergestellter Kobalt-Chrom-Komponenten mithalten können.

FAQ

F: Eignet sich Kobaltchrompulver für Nitinolanwendungen als Hochtemperatur-Formgedächtnislegierung?

A: Nein, Nitinol ist ein eigenständiges Nickel-Titan-Legierungssystem mit besonderen Formgedächtnis- und superelastischen Eigenschaften. CoCr-Legierungen werden nicht als Formgedächtnislegierungen betrachtet.

F: Welcher Partikelgrößenbereich von CoCrMo-Pulver wird für die additive Fertigung mit Binder Jetting empfohlen?

A: Für das Binder Jetting AM mit CoCrMo wird in der Regel ein Partikelgrößenbereich von 15 bis 45 Mikron empfohlen, um ein Gleichgewicht zwischen Packungsdichte und Sinterkinetik herzustellen. Feinere Pulver <25 Mikrometer können verklumpen und die Porosität erhöhen.

F: Gibt es signifikante Unterschiede in der Korrosionsbeständigkeit zwischen einer gedruckten und einer geschmiedeten CoCrMo-Legierung?

A: Richtig verarbeitetes AM CoCrMo nähert sich der Korrosionsbeständigkeit von Knetlegierungen. Der Schlüssel liegt in der Minimierung der inneren Poren und Mikrorisse mit optimierter Verarbeitung, um einen vergleichbaren Schutz vor der Oberflächenoxidschicht zu erreichen.

F: Was ist der Unterschied zwischen dem heißisostatischen Pressen (HIP) und dem Vakuumsintern von 3D-gedruckten CoCr-Komponenten?

A: Beim HIP werden hohe Hitze und isostatischer Druck aus allen Richtungen angewandt, wodurch innere Hohlräume effektiver beseitigt werden als beim Vakuumsintern. Dies maximiert die Dichte und Ermüdungsleistung, die für tragende Implantate entscheidend sind.

F: Wie ist die Festigkeit der MIM-Kobalt-Chrom-Legierung im Vergleich zu Titan- oder Edelstahl-Legierungen?

A: MIM CoCrMo erreicht oder übertrifft im Allgemeinen das Festigkeitsniveau von nachahmbaren Titan- und Edelstahllegierungen wie Ti6Al4V und 316L SS aufgrund der höheren Härte und Karbidbildung.

F: Kann CoCrMo-Pulver nach der additiven Fertigung im Pulverbettschmelzverfahren wiederverwendet werden?

A: Die Wiederverwendung von AM-Pulver ist möglich, aber es wird empfohlen, frisches Pulver zu verwenden, wenn dies möglich ist, um die Anhäufung von Satellitenpartikeln zu minimieren, die zu einer Veränderung der Chemie und einer schlechteren Packung bei der Neubeschichtung führen.