Кобальтовый хром F75 порошок

Кобальт-хромовые сплавы, также известные как кобальт-хромовые сплавы, представляют собой специализированный класс биосовместимых материалов, широко используемых в ортопедических имплантатах, таких как протезы тазобедренного и коленного суставов. Они обеспечивают оптимальный баланс механических свойств, таких как высокая прочность и долговечность, а также биосовместимость и коррозионную стойкость при имплантации в человеческое тело.

Обзор порошка кобальт-хром F75

Порошок кобальт-хром F75 - это порошок кобальт-хромового сплава, соответствующий стандартам ASTM F75 по составу и распределению частиц по размерам. Это универсальный порошок сплава на основе кобальта, используемый в различных процессах металлической 3D-печати для создания конечных ортопедических имплантатов и стоматологических реставраций.

Некоторые ключевые детали порошка кобальт-хром F75 включают в себя:

Состав

• Преимущественно кобальт и хром, а также молибден и меньшее количество других легирующих элементов
• Соответствует ограничениям по химическому составу согласно стандарту ASTM F75
• Гранулометрический состав порошка обычно составляет 20-63 микрона

Свойства

• Биосовместимость и коррозионная стойкость для использования в организме
• Высокая прочность и твердость для несущих имплантатов
• Вязкие, допускающие некоторую деформацию под напряжением до разрушения
• Долговечность и отличная износостойкость
• Плотные, непористые структуры в готовых печатных деталях

Производственный процесс

• Предпочтительный метод производства порошка с помощью газового распыления
• В результате получаются гладкие, почти сферические частицы порошка, благоприятные для текучести и печати

Приложения

• 3D-печать ортопедических имплантатов, таких как тазобедренные и коленные суставы
• 3D-печать зубных протезов, таких как коронки, мосты, каркасы частичных протезов

Стандарты

• ASTM F75 - Стандартная спецификация на литье сплава кобальт-28 хром-6 молибден и литейный сплав для хирургических имплантатов
• ISO 5832-4 - Имплантаты для хирургии - Металлические материалы - Часть 4: Кобальт-хром-молибденовый литейный сплав

Таким образом, кобальт-хром F75 - это универсальный порошок биосовместимого сплава, разработанный специально для соответствия стандартам материалов для хирургических имплантатов и оптимизированный для аддитивного производства конечных ортопедических и стоматологических устройств.

Состав порошка кобальт-хром F75

Обозначение F75 для кобальт-хромовых порошков означает требования к составу и предельные значения для сплава в соответствии со стандартом ASTM F75. Номинальный состав приведен ниже:

Таким образом, он содержит преимущественно кобальт и хром, а также значительное количество молибдена. Тщательный контроль состава в этих диапазонах придает сплаву желаемые свойства в его конечном состоянии.

Высокое содержание хрома обеспечивает превосходную устойчивость к коррозии и окислению. Кобальт служит основным материалом матрицы, обеспечивая прочность и биосовместимость. Молибден значительно повышает износостойкость для имплантатов, работающих под нагрузкой. Включение определенных количеств других элементов, таких как марганец и азот, также служит для тонкой настройки микроструктуры и эксплуатационных характеристик.

Свойства и характеристики

Порошок кобальт-хром F75 позволяет аддитивно изготавливать исключительно прочные, износостойкие и биосовместимые компоненты благодаря присущим сплаву металлургическим свойствам:

Высокая твердость наряду с хорошей пластичностью делает кобальтовый хром чрезвычайно устойчивым к царапинам и износу, что сводит к минимуму образование микроскопических частиц износа в течение многих лет эксплуатации. Непористая структура обеспечивает целостность металла без дефектов, сохраняя при этом некоторую эластичность при рабочих нагрузках. В сочетании с биосовместимостью и высокой коррозионной стойкостью из порошка кобальт-хрома F75 получаются имплантаты и устройства, пригодные для постоянного размещения в организме.

Применение и использование

Уникальное сочетание механических, физических и биосовместимых свойств, отвечающих требованиям организма, сделало порошок кобальт-хрома F75 материалом, который выбирают для аддитивного производства металлов в ортопедии и стоматологии:

Ортопедические имплантаты

• Эндопротезы тазобедренного сустава - бедренные ножки, ацетабулярные чашки, вкладыши
• Эндопротезы коленного сустава - бедренные компоненты, тибиальные лотки
• Фиксация позвоночника - педикулярные винты, стержни
• Пластины для переломов, винты
• Имплантаты, ориентированные на конкретного пациента

Реставрация зубов

• Коронки и мосты
• Абатменты для имплантатов
• Каркасы съемных частичных протезов
• Модельное литье

Кобальтовый хром F75 позволяет напрямую изготавливать сложные, индивидуально подобранные имплантаты, которые сложно или невозможно изготовить обычными методами. 3D-печать устраняет необходимость в механической обработке кобальт-хрома, которая крайне затруднена из-за его твердости. Она также позволяет создавать индивидуальные решетчатые структуры для регулирования гибкости и роста костной ткани в ортопедических устройствах.

Высокая биосовместимость и коррозионная стойкость сводят к минимуму риск аллергических реакций в течение длительного времени, а высокая прочность и жесткость обеспечивают способность выдерживать нагрузку, почти соответствующую естественной кости. Благодаря 3D-печати кобальт-хром F75 способствует более быстрому восстановлению и улучшению подвижности пациентов.

Технические характеристики

Кобальт-хромовые ортопедические имплантаты и стоматологические устройства должны отвечать строгим нормативным требованиям по безопасности и эффективности. Поэтому порошок кобальт-хрома F75 и печатные детали должны соответствовать спецификациям, охватывающим химический состав, микроструктуру, механические свойства, точность размеров, пределы пористости, качество поверхности, чистоту, совместимость со стерилизацией и многое другое.

Основные стандарты включают:

Эти стандарты устанавливают строгие верхние и нижние пределы содержания микроэлементов и примесей, чтобы свести к минимуму негативную биологическую реакцию. Они также устанавливают минимальные требования к свойствам, таким как вязкость разрушения, прочность на растяжение, твердость, размер зерен, уровень пористости, качество обработки поверхности, критерии скорости коррозии и классы точности размеров для обеспечения клинической безопасности и эффективности устройств.

Как исходные порошки, так и готовые печатные детали должны пройти сертификационные испытания на соответствие этим спецификациям в рамках строгих протоколов обеспечения качества перед подачей заявки на регистрацию и коммерциализацией.

Доступные классы и обозначения

В рамках химического стандарта ASTM F75 порошки кобальт-хрома выпускаются в различных стандартных классах, оптимизированных для различных процессов 3D-печати:

Различные распределения размеров, формы, пористость и незначительные химические корректировки делают каждый сорт уникально совместимым с популярными методами 3D-печати, используемыми для производства ортопедических и стоматологических устройств.

На практике большинство крупных производителей металлических 3D-принтеров предлагают запатентованные варианты порошка кобальт-хрома, которые соответствуют химическому составу F75, но с точной оптимизацией частиц в соответствии с требованиями оборудования.

Основные поставщики

Будучи специализированным материалом для регулируемых медицинских применений, порошок кобальт-хром F75 производится только несколькими авторитетными поставщиками с большим опытом работы с медицинскими сплавами и порошками.