Mikrostrukturen und mechanische Eigenschaften unterschiedlich erzeugter Kobalt-Chrom-Legierungen

Vergleichende Analyse spricht für SLM-Verfahren

CHENGDU (Biermann) – Informationen zu den Mikrostrukturen und mechanischen Eigenschaften von Kobalt-Chrom-Legierungen in Abhängigkeit von ihrer Fabrikation gab es bislang wenig. Chinesische Wissenschaftler um Yanan Zhou von der Sichuan University zeigen nun, dass diese Legierungen sich je nach Herstellungsverfahren unterscheiden. Prüfkörper, die durch Selective Laser Melting (SLM) entstanden, erwiesen sich bei Mikrostrukturen und mechanischen Eigenschaften als den Prüfkörpern, die mit konventionellem Gießen (conventional casting; CAST) und Computer Numerical Control (CNC) Milling entstanden waren, überlegen.

Die Wissenschaftler fertigten jede Gruppe (n=6) der 50 mm langen, hantelförmigen Prüfkörper der Kobalt-Chrom-Legierung per CAST bzw. CNC und SLM. Bei jeder Technik setzten sie das entsprechende kommerziell erhältliche Legierungsmaterial ein.

Wie sie feststellen, wiesen die SLM-Prüfkörper bei den Mikrostrukturen homogen verteilte kleine Körnchen, dispergierte Zweitphase-Partikel und wenig Defekte auf. Die Ergebnisse der Röntgenbeugung zeigten, dass die α-Co-Phase überwog, mit minimaler ε-Co-Phase und ohne schädliche σ-Phase in der SLM-Gruppe. Der Mittelwert ± Standardabweichung der 0,2%-Dehngrenze lag bei den SLM-Prüfkörpern bei 790±11 MPa und die Zugfestigkeit bei 1072±18 MPa. Diese Werte hätten diejenigen der CAST- und CNC-Prüfkörper um rund 50% überschritten (P<0,05), berichten die Studienautoren. Auch habe die SLM-Gruppe die höchste Mikrohärte gezeigt (HV10; 475,3±10,2 MPa), gefolgt von der CNC- (325,2±17,8 MPa) und der CAST-Gruppe (323,7±27,2 MPa).

Auch seien die Verformbarkeit und die Zähigkeit der SLM-Prüfkörper besser gewesen als jene der beiden anderen Gruppen, schildert das Team um Zhou. Zwischen den CNC- und den CAST-Prüfkörpern habe es bei den mechanischen Eigenschaften keine signifikanten Unterschiede gegeben (P>0,05).

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Quelle: The Journal of Prosthetic Dentistry, 05.04.2018



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