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Revealing the (positive) role of porosity within polymeric additively manufactured lattices via X-ray computed tomography

  • The mechanical properties of lattice geometries are known to be significantly influenced by a variety of manufacturing defects. This study investigates the influence of porosity on the mechanical behaviour of strut-based body-centred cubic (BCC) lattice structures produced with powder bed fusion with laser beam PBF-LB/P using PA2200 nylon powder. The study combines advanced techniques, including in-situ laboratory X-ray computed tomography (XCT), synchrotron XCT to visualise pores and roughness in high resolution at a single-cell level and image-based finite element analysis (FEA). The findings show that failure in thin-walled AM lattices is governed by the combined effects of porosity morphology, location, surface roughness, and cross-section reduction. The presence of internal porosity is found to attenuate both the amplitude of elastic modulus fluctuations and the severity of stress concentrations induced by surface irregularities.

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Autor*innen:Danilo BrusonORCiD, Itziar Serrano-MunozORCiD, Tobias FritschORCiD, Henning MarkötterORCiD, Manuela GalatiORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):International Journal of Solids and Structures
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.5 Röntgenbildgebung
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier B.V.
Jahrgang/Band:320
Aufsatznummer:113488
Erste Seite:1
Letzte Seite:16
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Digital volume correlation (DVC); Image-based finite element simulations; Laser powder bed fusion (PBF-LB); Nylon Pa2200; Processing defects; Synchrotron X-ray computed tomography (XCT)
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Degradationsmechanismen
DOI:10.1016/j.ijsolstr.2025.113488
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-633245
ISSN:0020-7683
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:11.06.2025
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:30.06.2025
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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