Kobalt-Chrom F75-Pulver

Kobalt-Chrom-Legierungen, auch bekannt als Kobalt-Chrom-Legierungen, sind eine spezielle Klasse biokompatibler Werkstoffe, die häufig in orthopädischen Implantaten wie Hüft- und Knieprothesen verwendet werden. Sie bieten ein optimales Gleichgewicht zwischen mechanischen Eigenschaften wie hoher Festigkeit und Haltbarkeit sowie Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit, wenn sie in den menschlichen Körper implantiert werden.

Überblick über Kobalt-Chrom F75-Pulver

Kobalt-Chrom-F75-Pulver ist ein Pulver aus einer Kobalt-Chrom-Legierung, das die ASTM F75-Normen für Zusammensetzung und Partikelgrößenverteilung erfüllt. Es handelt sich um ein vielseitiges Pulver aus einer Kobaltlegierung, das in verschiedenen 3D-Metalldruckverfahren zur Herstellung von orthopädischen Implantaten und Zahnersatz verwendet wird.

Einige wichtige Details über Kobalt-Chrom F75-Pulver sind:

Zusammensetzung

• Überwiegend Kobalt und Chrom, daneben Molybdän und kleinere Mengen anderer Legierungselemente
• Erfüllt die Grenzwerte für die chemische Zusammensetzung gemäß ASTM F75-Norm
• Partikelgrößenverteilung des Pulvers typischerweise 20-63 Mikrometer

Eigenschaften

• Biokompatibel und korrosionsbeständig für den Einsatz im Körper
• Hohe Festigkeit und Härte für lasttragende Implantate
• Duktil, erlaubt eine gewisse Verformung unter Belastung, bevor es zum Bruch kommt
• Langlebig mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit
• Dichte, porenfreie Strukturen in gedruckten Fertigteilen

Fertigungsprozess

• Verfahren zur Herstellung von gasverdüstem Pulver bevorzugt
• Ergibt glatte, nahezu kugelförmige Pulverpartikel, die sich günstig auf den Fluss und den Druck auswirken

Anwendungen

• 3D-Druck von orthopädischen Implantaten wie Hüft- und Kniegelenken
• 3D-Druck von Zahnersatz wie Kronen, Brücken, Teilprothesengerüsten

Normen

• ASTM F75 - Standard-Spezifikation für Gussstücke aus Kobalt-28-Chrom-6-Molybdän-Legierungen und Gusslegierungen für chirurgische Implantate
• ISO 5832-4 - Implantate für die Chirurgie - Metallische Werkstoffe - Teil 4: Kobalt-Chrom-Molybdän-Gusslegierung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kobaltchrom F75 ein vielseitiges, biokompatibles Legierungspulver ist, das speziell für chirurgische Implantate entwickelt wurde und für die additive Fertigung von orthopädischen und zahnmedizinischen Endprodukten optimiert ist.

Zusammensetzung von Kobalt-Chrom F75-Pulver

Die Bezeichnung F75 für Kobalt-Chrom-Pulver bezieht sich auf die Anforderungen an die Zusammensetzung und die Grenzwerte für die Legierung gemäß der Norm ASTM F75. Die nominale Zusammensetzung ist unten aufgeführt:

Sie enthält also vor allem Kobalt und Chrom sowie einen erheblichen Anteil an Molybdän. Eine sorgfältige Kontrolle der Zusammensetzung innerhalb dieser Bereiche verleiht der Legierung in ihrem endgültigen Zustand die gewünschten Eigenschaften.

Der hohe Chromgehalt trägt zu einer hervorragenden Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit bei. Kobalt dient als primäres Matrixmaterial und sorgt für Festigkeit und Biokompatibilität. Molybdän erhöht die Verschleißfestigkeit bei tragenden Implantaten erheblich. Die Aufnahme bestimmter Mengen anderer Elemente wie Mangan und Stickstoff dient ebenfalls der Feinabstimmung der Mikrostruktur und der Leistung.

Eigenschaften und Merkmale

Kobalt-Chrom-F75-Pulver ermöglicht die additive Herstellung von außergewöhnlich starken, verschleißfesten und biokompatiblen Komponenten aufgrund der inhärenten metallurgischen Eigenschaften der Legierungszusammensetzung:

Die hohe Härte zusammen mit der guten Duktilität macht Kobaltchrom extrem kratz- und verschleißfest, was die Entstehung von mikroskopisch kleinen Verschleißpartikeln über Jahre hinweg minimiert. Die porenfreien Strukturen gewährleisten eine metallische Integrität ohne Defekte und lassen dennoch eine gewisse Elastizität unter Arbeitsbelastung zu. In Verbindung mit der Biokompatibilität und der hohen Korrosionsbeständigkeit lassen sich mit Kobaltchrom F75-Pulver Implantate und Geräte herstellen, die für den dauerhaften Einsatz im Körper geeignet sind.

Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten

Die einzigartige Mischung aus mechanischen, physikalischen und biokompatiblen Eigenschaften, die auf die anspruchsvollen Umgebungsbedingungen des Körpers zugeschnitten sind, hat Kobalt-Chrom-F75-Pulver als Material der Wahl für die additive Fertigung von Metallen in der Orthopädie und Zahnmedizin etabliert:

Orthopädische Implantate

• Hüftprothesen - Oberschenkelschäfte, Hüftpfannen, Liner
• Knieprothesen - Oberschenkelkomponenten, Schienbeinschalen
• Wirbelsäulenfixierung - Pedikelschrauben, Stäbe
• Frakturplatten, Schrauben
• Patientenspezifische Implantate

Zahnrestaurationen

• Kronen und Brücken
• Implantataufbauten
• Herausnehmbare Teilprothesengerüste
• Modellguss

Kobaltchrom F75 ermöglicht die direkte Herstellung komplexer, passgenauer Implantate, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer oder gar nicht hergestellt werden können. Durch den 3D-Druck entfällt die Notwendigkeit der maschinellen Bearbeitung von Kobaltchrom, die aufgrund seiner Härte äußerst schwierig ist. Außerdem ermöglicht es maßgeschneiderte Gitterstrukturen, um die Flexibilität und das Einwachsen des Knochens in orthopädische Geräte zu modulieren.

Die hohe Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit minimiert langfristig das Risiko allergischer Reaktionen, während die hohe Festigkeit und Steifigkeit für eine Belastbarkeit sorgen, die fast der des natürlichen Knochens entspricht. Mit dem 3D-Druck ermöglicht Kobalt-Chrom F75 eine schnellere Genesung und verbesserte Mobilität für Patienten.

Spezifikationen

Orthopädische Implantate und zahnmedizinische Geräte aus Kobaltchrom müssen strenge behördliche Anforderungen an Sicherheit und Wirksamkeit erfüllen. Daher müssen Kobaltchrom F75-Pulver und gedruckte Teile Spezifikationen erfüllen, die die chemische Zusammensetzung, die Mikrostruktur, die mechanischen Eigenschaften, die Maßhaltigkeit, die Porositätsgrenzen, die Oberflächenbeschaffenheit, die Sauberkeit, die Sterilisationsverträglichkeit und vieles mehr umfassen.

Zu den wichtigsten Normen gehören:

Diese Normen legen strenge Ober- und Untergrenzen für metallische Spurenelemente und Verunreinigungen fest, um nachteilige biologische Reaktionen zu minimieren. Sie schreiben auch Mindesteigenschaftsanforderungen wie Bruchzähigkeit, Zugfestigkeit, Härtewerte, Korngrößen, Porositätsgrade, Oberflächenqualität, Korrosionsratenkriterien und Maßgenauigkeitsklassen vor, um die klinische Sicherheit und die Wirksamkeit der Produkte zu gewährleisten.

Sowohl das Ausgangsmaterial als auch die fertigen gedruckten Teile müssen vor der Einreichung von Zulassungsanträgen und der Kommerzialisierung durch strenge Qualitätssicherungsprotokolle nach diesen Spezifikationen zertifiziert werden.

Verfügbare Besoldungsgruppen und Bezeichnungen

Im Rahmen der ASTM F75-Grenzwerte sind Kobalt-Chrom-Pulver in verschiedenen Standardqualitäten erhältlich, die für unterschiedliche 3D-Druckverfahren optimiert sind:

Die unterschiedlichen Größenverteilungen, Formen, Porositäten und geringfügigen chemischen Anpassungen machen jede Sorte einzigartig kompatibel mit den gängigen 3D-Druckverfahren, die zur Herstellung von orthopädischen und zahnmedizinischen Geräten verwendet werden.

In der Praxis bieten die meisten großen Hersteller von 3D-Metalldruckern eigene Varianten von Kobaltchrompulver an, die der F75-Chemie entsprechen, jedoch mit einer präzisen Partikeloptimierung, die auf die Anforderungen der jeweiligen Maschine abgestimmt ist.

Hauptlieferanten

Da es sich um ein spezielles Material für regulierte Anwendungen im Gesundheitswesen handelt, wird Kobalt-Chrom-F75-Pulver nur von einer Handvoll angesehener Lieferanten mit umfassender Erfahrung mit medizinischen Legierungen und Pulvern hergestellt.