ASTM F136: La guía definitiva

Bienvenido, querido lector. Hoy nos adentramos en el fascinante mundo del ASTM F136. Tal vez se pregunte: "¿Qué es la norma ASTM F136?". No se preocupe, lo tengo cubierto. Al final de esta extensa guía, sabrá todo lo que hay que saber sobre este extraordinario material.

Visión general de ASTM F136

ASTM F136, también conocida como Titanio 6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial), es una aleación de titanio ampliamente reconocida por su uso en el campo médico. Esta aleación destaca por su biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y excelentes propiedades mecánicas, lo que la convierte en un material de referencia para implantes médicos, instrumentos quirúrgicos y otras aplicaciones críticas.

Detalles clave de ASTM F136

• Composición: Titanio, aluminio, vanadio
• Propiedades: Alta resistencia, bajo peso, resistencia a la corrosión, biocompatibilidad
• Aplicaciones: Implantes médicos, instrumentos quirúrgicos, componentes aeroespaciales
• Especificaciones: La norma ASTM F136 define la calidad y las características de la aleación

Tipos, composición, propiedades y características

Para apreciar realmente la norma ASTM F136, es esencial comprender su composición, propiedades y características. Vamos a desglosarlo:

Composición de ASTM F136

Elemento	Porcentaje
Titanio (Ti)	88 – 90%
Aluminio (Al)	5.5 – 6.75%
Vanadio (V)	3.5 – 4.5%
Oxígeno (O)	≤ 0,13%
Carbono (C)	≤ 0,08%
Nitrógeno (N)	≤ 0,05%
Hidrógeno (H)	≤ 0,0125%
Hierro (Fe)	≤ 0,25%

Propiedades y características de ASTM F136

Propiedad	Descripción
Densidad	4,43 g/cm³
Módulo de Young	110 GPa
Resistencia a la tracción	860 MPa
Límite elástico	795 MPa
Alargamiento a la rotura	15%
Dureza	300 HV
Conductividad térmica	6,7 W/m-K
Resistividad eléctrica	1,7 µΩ-m
Biocompatibilidad	Excelente (cumple las normas ASTM F136)
Resistencia a la corrosión	Alta (resistente a fluidos corporales y productos químicos)

Aplicaciones de ASTM F136

La norma ASTM F136 se utiliza principalmente en el ámbito médico, pero sus aplicaciones se extienden a otras industrias debido a sus propiedades únicas.

Aplicaciones médicas

Aplicación	Descripción
Implantes ortopédicos	Prótesis de cadera, articulaciones de rodilla, implantes vertebrales
Implantes dentales	Raíces dentales, pilares, puentes
Instrumental quirúrgico	Bisturíes, pinzas, retractores
Implantes craneofaciales	Placas, tornillos para cirugía reconstructiva
Implantes cardiovasculares	Válvulas cardíacas, stents

Aplicaciones aeroespaciales

Aplicación	Descripción
Fijaciones aeroespaciales	Pernos, tuercas y tornillos para el montaje de aviones
Componentes estructurales	Estructuras del fuselaje, tren de aterrizaje
Partes del motor	Álabes de turbina, discos de compresor

Aplicaciones industriales

Aplicación	Descripción
Procesado químico	Equipos para plantas químicas, reactores
Aplicaciones marinas	Construcción naval, componentes de perforación en alta mar
Artículos deportivos	Bicicletas de alto rendimiento, palos de golf

Especificaciones, tamaños, calidades, normas

Cuando se trabaja con ASTM F136, es fundamental cumplir las normas especificadas para garantizar la integridad y el rendimiento del material.

Especificaciones y normas

Estándar	Descripción
ASTM F136	Especificación estándar para la aleación forjada de titanio-6Aluminio-4Vanadio ELI (extra low interstitial) para aplicaciones de implantes quirúrgicos.

Tamaños y calidades

Tamaños	Descripción
Bares	Diámetro: de 6 mm a 150 mm
Hojas	Espesor: de 0,5 mm a 5 mm
Placas	Espesor: de 5 mm a 100 mm
Cables	Diámetro: de 0,1 mm a 10 mm
Grados	Grado 23 (Ti 6Al-4V ELI)

Proveedores y precios

Encontrar el proveedor adecuado es clave para asegurarse de obtener material ASTM F136 de alta calidad. Estos son algunos proveedores de confianza y sus precios.

Proveedores principales

Proveedor	Descripción	Precios (aproximados)
ATI Metales	Fabricante y proveedor líder mundial de titanio y otros materiales especiales.	$50 - $100 por kg
Timet (Corporación de Metales de Titanio)	Importante fabricante de productos a base de titanio, con especial atención a las aplicaciones aeroespaciales y médicas.	$60 - $110 por kg
VSMPO-AVISMA	Mayor productor mundial de titanio, suministra aleaciones de titanio de alta calidad.	$55 - $105 por kg
Toho Titanio	Proveedor japonés conocido por sus productos de titanio avanzados y de gran pureza.	$65 - $115 por kg
Arcam AB (GE Additive)	Especializada en fabricación aditiva y materiales avanzados para los sectores médico y aeroespacial.	$70 - $120 por kg

Comparar pros y contras

Cuando considere la ASTM F136 para su aplicación, es esencial sopesar sus ventajas y limitaciones.

Ventajas de ASTM F136

Ventaja	Descripción
Biocompatibilidad	Excelente compatibilidad con los tejidos humanos, lo que la hace ideal para implantes médicos.
Resistencia a la corrosión	Gran resistencia a los fluidos corporales y a los productos químicos, lo que garantiza su longevidad.
Propiedades mecánicas	Elevada relación resistencia/peso, lo que la hace resistente pero ligera.
Versatilidad	Adecuado para una amplia gama de aplicaciones, desde la medicina hasta la industria aeroespacial.

Limitaciones de la norma ASTM F136

Limitación	Descripción
Coste	Relativamente caro en comparación con otros materiales.
Maquinabilidad	Requiere equipos y técnicas especializados para el mecanizado.
Disponibilidad	Pueden tener plazos de entrega más largos debido a la gran demanda y a procesos de fabricación específicos.

Modelos específicos de polvo metálico

En el ámbito de la fabricación aditiva y las aplicaciones avanzadas, destacan varios modelos específicos de polvo metálico de ASTM F136. He aquí algunos ejemplos notables:

Los mejores modelos de polvo metálico

Modelo	Descripción
Ti64 ELI de Arcam AB	Polvo de titanio de gran pureza para la tecnología de fusión por haz de electrones (EBM).
TLS Ti6Al4V ELI de TLS Technik	Polvo de alta calidad para la fusión selectiva por láser (SLM) y otros procesos de fabricación aditiva.
AP&C Ti-6Al-4V ELI de GE Additive	Polvo de titanio esférico diseñado para una fluidez y densidad de empaquetamiento óptimas en la fabricación aditiva.
Ti-6Al-4V ELI de Carpenter Additive	Polvo de alto rendimiento para diversas tecnologías de impresión 3D, que garantiza una calidad y unas propiedades uniformes.
AMTi-6Al-4V ELI de Tekna	Polvo de titanio atomizado por plasma para un rendimiento superior en la fabricación aditiva.
Ti-6Al-4V ELI de Oerlikon Metco	Polvo de alta calidad para revestimiento láser, fabricación aditiva y otros procesos avanzados.
Ti-6Al-4V ELI de LPW Technology	Polvo de ingeniería para aplicaciones de alta resistencia y ligereza en los campos aeroespacial y médico.
Ti-6Al-4V ELI de Praxair Surface Technologies	Polvo consistente y de gran pureza para aplicaciones exigentes de fabricación aditiva.
Ti-6Al-4V ELI de Sandvik	Polvo de titanio de primera calidad para la fabricación aditiva, que garantiza excelentes propiedades mecánicas y biocompatibilidad.
Ti-6Al-4V ELI de Renishaw	Polvo versátil para una amplia gama de tecnologías de fabricación aditiva, que ofrece un alto rendimiento y fiabilidad.

Análisis comparativo de modelos de polvo metálico

Para ayudarle a tomar una decisión informada, comparemos estos modelos de polvo metálico en función de varios parámetros.

Comparación de resultados

Modelo	Fluidez	Densidad de embalaje	Nivel de pureza	Precios
Ti64 ELI de Arcam AB	Excelente	Alta	Ultra Alta	$100 - $150/kg
TLS Ti6Al4V ELI de TLS Technik	Muy buena	Alta	Alta	$90 - $140/kg
AP&C Ti-6Al-4V ELI de GE Additive	Excelente	Muy alta	Ultra Alta	$110 - $160/kg
Ti-6Al-4V ELI de Carpenter Additive	Muy buena	Alta	Alta	$95 - $145/kg
AMTi-6Al-4V ELI de Tekna	Excelente	Alta	Ultra Alta	$105 - $155/kg
Ti-6Al-4V ELI de Oerlikon Metco	Muy buena	Alta	Alta	$100 - $150/kg
Ti-6Al-4V ELI de LPW Technology	Excelente	Muy alta	Ultra Alta	$110 - $160/kg
Ti-6Al-4V ELI de Praxair Surface Technologies	Muy buena	Alta	Alta	$95 - $145/kg
Ti-6Al-4V ELI de Sandvik	Excelente	Muy alta	Ultra Alta	$110 - $160/kg
Ti-6Al-4V ELI de Renishaw	Excelente	Alta	Alta	$100 - $150/kg

Comparación de pros y contras

Modelo	Pros	Contras
Ti64 ELI de Arcam AB	Alta pureza, excelente fluidez, rendimiento fiable	Mayor coste en comparación con algunas alternativas
TLS Ti6Al4V ELI de TLS Technik	Calidad constante, buena relación calidad-precio	Densidad de empaquetado ligeramente inferior en comparación con otros
AP&C Ti-6Al-4V ELI de GE Additive	Pureza ultra alta, densidad de empaquetamiento muy alta	Gama de precios más alta
Ti-6Al-4V ELI de Carpenter Additive	Alto rendimiento, propiedades constantes	Precio medio-alto
AMTi-6Al-4V ELI de Tekna	Rendimiento superior, alta pureza, excelente para la fabricación aditiva	Mayor coste
Ti-6Al-4V ELI de Oerlikon Metco	Rendimiento fiable, buena fluidez	Precio medio-alto
Ti-6Al-4V ELI de LPW Technology	Pureza ultra alta, excelente densidad de empaquetamiento	Gama de precios más alta
Ti-6Al-4V ELI de Praxair Surface Technologies	Calidad constante, buen rendimiento	Precio medio-alto
Ti-6Al-4V ELI de Sandvik	Calidad superior, excelentes propiedades mecánicas	Mayor coste
Ti-6Al-4V ELI de Renishaw	Alta fiabilidad, aplicaciones versátiles	Precio medio-alto

PREGUNTAS FRECUENTES

¿Qué significa ASTM F136?

ASTM F136 se refiere a la especificación estándar para la aleación forjada de titanio-6Aluminio-4Vanadio ELI (extra low interstitial) utilizada principalmente para aplicaciones de implantes quirúrgicos.

¿Por qué se prefiere la norma ASTM F136 para los implantes médicos?

La norma ASTM F136 es la preferida para implantes médicos debido a su excelente biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y alta resistencia mecánica. Estas propiedades garantizan que el material pueda soportar el duro entorno del cuerpo humano y seguir siendo funcional durante largos periodos.

¿Cuáles son los principales elementos de la norma ASTM F136?

Los elementos principales de la norma ASTM F136 son el titanio (Ti), el aluminio (Al) y el vanadio (V), siendo el titanio el componente predominante.

¿Cómo se fabrica normalmente la norma ASTM F136?

La ASTM F136 se fabrica mediante diversos procesos que incluyen la forja, el laminado y el tratamiento térmico para conseguir las propiedades mecánicas deseadas y garantizar el cumplimiento de las especificaciones de la norma.

Aparte de la medicina, ¿dónde más se utiliza la norma ASTM F136?

Más allá del ámbito médico, la norma ASTM F136 también se utiliza en el sector aeroespacial para componentes estructurales, elementos de fijación y piezas de motores, así como en aplicaciones industriales como el procesamiento químico y la ingeniería naval.

¿Es ASTM F136 adecuada para la impresión 3D?

Sí, ASTM F136 se utiliza ampliamente en la fabricación aditiva, especialmente en forma de polvo de titanio para tecnologías de impresión 3D como la fusión por haz de electrones (EBM) y la fusión selectiva por láser (SLM).

¿Es cara la norma ASTM F136?

El ASTM F136 es relativamente más caro que otros materiales debido a su alto rendimiento y aplicaciones especializadas, con precios que suelen oscilar entre $50 y $160 por kilogramo dependiendo del proveedor y la forma (barras, láminas, polvo, etc.).

Conclusión

Esta es una guía completa sobre ASTM F136¡! Hemos cubierto todos los aspectos, desde su composición y propiedades hasta sus aplicaciones, especificaciones e incluso una inmersión profunda en varios modelos de polvo metálico para fabricación avanzada. Si está considerando la ASTM F136 para implantes médicos, componentes aeroespaciales o cualquier otra aplicación de alto rendimiento, esta guía debería servirle como recurso.

conocer más procesos de impresión 3D

Additional FAQs on ASTM F136

1) What differentiates ASTM F136 (Grade 23) from ASTM F1472 (Grade 5) Ti-6Al-4V?

• ASTM F136 is the ELI (Extra-Low Interstitial) version with tighter limits on O, N, C, H, improving fracture toughness and fatigue performance for implants. F1472 allows higher interstitials and is typically used for non-implant applications.

2) Which tests are mandatory to certify material to ASTM F136?

• Chemical analysis (including interstitials), tensile properties, reduction of area/elongation, microstructural verification (alpha/beta), and melt practice traceability. For implants, many OEM specs also require low inclusion content and fracture toughness or fatigue testing.

3) How does surface condition affect implant performance for ASTM F136?

• Surface roughness, residual stress, and contamination strongly influence fatigue strength and osseointegration. Polishing, blasting, acid etch, or TiO2 anodizing are used per device function; all must preserve ELI cleanliness.

4) Is recycled titanium allowed in ASTM F136 melts?

• The standard permits revert with strict control; however, many medical OEMs cap revert content and require documented segregation and inclusion control to meet risk-management and regulatory expectations.

5) What additive manufacturing (AM) considerations apply to ASTM F136 powder?

• AM-grade powder requires high sphericity, tight PSD (e.g., 15–45 μm for LPBF), and low O/N/H. Post-build HIP + stress relief is common to improve fatigue. Powder reuse must be controlled to limit oxygen pickup and PSD drift per ISO/ASTM 52907.

2025 Industry Trends for ASTM F136

• AM dominance in ortho/dental: Growing share of acetabular cups, cages, and patient-specific implants produced via LPBF/EBM using ASTM F136 powders, with routine HIP for fatigue-critical parts.
• Powder passports: End-to-end genealogy linking melt heat, PSD, O/N/H, reuse cycles, and build parameters becomes standard in MDR/FDA submissions.
• Low-helium strategies: Plasma/GA atomizers reduce helium reliance, cutting powder cost volatility while maintaining powder sphericity and cleanliness.
• Surface engineering: Controlled roughness and porous lattices for enhanced osseointegration, validated with standardized fatigue-on-porous coupons.
• Sustainability: Environmental Product Declarations (EPDs) and Scope 3 reporting increasingly required in tenders for implant supply chains.

2025 Snapshot: ASTM F136 Production and AM Benchmarks (indicative)

Métrica	2023	2024	2025 YTD	Notes/Sources
Typical oxygen content in bar (% wt)	0.10–0.13	0.09–0.12	0.08–0.11	Within ASTM F136 limit ≤0.13
LPBF density (as-built, %)	99.5–99.8	99.6–99.9	99.7–99.95	Process optimized; preheat strategies
HIPed fatigue improvement (R=0.1, 10^7 cycles)	+20–40%	+25–45%	+25–50%	Depends on surface and lattice
Powder reuse cycles (with O control)	6–10	8–12	10-15	With top-up and sieving management
Pump-down time EBM (min)	45–90	40–80	35–70	Cryopump adoption

References: ASTM F136; ISO 5832-3; ISO/ASTM 52907/52908; FDA, EU MDR guidance; OEM and supplier notes (GE Additive/AP&C, Carpenter Additive, Höganäs); NIST AM Bench.

Latest Research Cases

Case Study 1: Improving Fatigue of LPBF ASTM F136 Acetabular Cups via HIP and Surface Control (2025)

• Background: An orthopedic manufacturer observed scatter in rotating-bending fatigue on porous-backed cups.
• Solution: Implemented powder passport tracking (O/N/H, PSD, reuse count), HIP at 920°C/100 MPa/2 h, and controlled grit blast followed by acid etch to target Ra 1.2–1.8 μm on functional surfaces.
• Results: Endurance limit +32% at 10^7 cycles; between-lot COV reduced from 18% to 9%; CT-indicated pore clusters >150 μm reduced by 70%.

Case Study 2: Machined vs AM ASTM F136 Spinal Cages—Qualification Pathway (2024)

• Background: A spine device firm evaluated switching from machined bar to LPBF latticed cages to enhance fusion.
• Solution: Comparative qualification including chemistry, tensile, LCF/HCF fatigue, corrosion (ASTM F2129), and particulate shedding; validated with animal model histology for bone ingrowth.
• Results: AM design achieved equivalent static strength, 28% higher compressive fatigue limit, and 2× bone ingrowth area at 12 weeks; regulatory submission included full AM process validation and powder control plan.

Opiniones de expertos

• Prof. Todd Palmer, Professor of Engineering, Penn State
• Viewpoint: “For ASTM F136 in AM, oxygen control across powder lifecycle is the single most leverageable variable for fatigue—more than minor parameter tweaks.”
• Annika Ölme, VP Technology, GE Additive (Arcam EBM)
• Viewpoint: “Combining EBM preheat with HIP delivers consistent fatigue for porous implant structures while preserving osseointegration-friendly surfaces.”
• Dr. John Slotwinski, Director of Materials Engineering, Relativity Space
• Viewpoint: “Digital material passports linking melt, powder, and build data are becoming essential quality artifacts—healthcare regulators increasingly expect them.”

Practical Tools and Resources

• Normas
• ASTM F136 (Ti-6Al-4V ELI), ISO 5832-3 (surgical implants): https://www.astm.org | https://www.iso.org
• ISO/ASTM 52907 (AM feedstock), 52908 (AM post-processing), 52920 (qualification)
• Regulatory and guidance
• FDA guidance on AM of medical devices; EU MDR implantable device requirements
• Metrology and QA
• LECO (O/N/H), PSD: ASTM B822; density/flow: ASTM B212/B213; CT per ASTM E07
• AM process tools
• Simulation and build prep: Materialise Magics, Ansys Additive, Siemens NX AM
• NIST AM Bench datasets for Ti-6Al-4V process–structure–property correlations
• Surface and corrosion
• ASTM F2129 (corrosion of metallic implants), ISO 10993 (biocompatibility evaluation)

Last updated: 2025-10-16
Changelog: Added 5 focused FAQs; introduced a 2025 benchmark table for ASTM F136 production and AM use; provided two case studies (LPBF cups with HIP; spinal cage qualification); included expert viewpoints; compiled standards, regulatory, QA, and AM tools resources
Next review date & triggers: 2026-03-31 or earlier if ASTM/ISO implant standards update, regulators issue new AM guidance, or major OEMs revise powder passport and HIP best practices