Filtern
Dokumenttyp
- Vortrag (2)
- Buchkapitel (1)
Referierte Publikation
- nein (3)
Schlagworte
- Machine Learning (3) (entfernen)
Organisationseinheit der BAM
Eingeladener Vortrag
- nein (2)
Additiv gefertigte (AM) dreifach periodische metallische minimale Oberflächenstrukturen (TPMSS, aus dem Englischen Triply Periodic Minimum Surface Structures) erfüllen mehrere Anforderungen sowohl im biomedizinischen als auch im technischen Bereich: Abstimmbare mechanische Eigenschaften, geringe Empfindlichkeit gegenüber Herstellungsfehlern, mechanische Stabilität und hohe Energieabsorption. Allerdings stellen sie auch einige Herausforderungen in Bezug auf die Qualitätskontrolle dar, die ihre erfolgreiche Anwendung verhindern können. Tatsächlich ist die Optimierung des AM-Prozesses ohne die Berücksichtigung struktureller Merkmale wie Fertigungsgenauigkeit, interne Defekte sowie Oberflächentopographie und -rauheit unmöglich. In dieser Studie wurde die quantitative zerstörungsfreie Analyse von Ti-6Al-4V-Legierung TPMSS mit Hilfe der Röntgen-Computertomographie (XCT) durchgeführt. Es werden mehrere neue Bildanalyse-Workflows vorgestellt, um die Auswirkungen der Aufbaurichtung auf die Wanddickenverteilung, die Wanddegradation und die Verringerung der Oberflächenrauheit aufgrund des chemischen Ätzens von TPMSS zu bewerten. Es wird gezeigt, dass die Herstellungsgenauigkeit für die Strukturelemente, die parallel und orthogonal zu den hergestellten Schichten gedruckt werden, unterschiedlich ist. Verschiedene Strategien für das chemische Ätzen zeigten unterschiedliche Pulverabtragsfähigkeiten und damit ein Gradient der Wanddicke. Dies wirkte sich auf die mechanische Leistung unter Druck durch die Verringerung der Streckspannung aus. Eine positive Auswirkung des chemischen Ätzens ist die Verringerung der Oberflächenrauhigkeit, die möglicherweise die Ermüdungseigenschaften der Bauteile verbessern kann. Schließlich wurde XCT eingesetzt, um die Menge des zurückgehaltenen Pulvers mit der Porengröße des TPMSS zu korrelieren, wodurch der Herstellungsprozess weiter verbessert werden kann.
While there is a extensive literature on the micro-mechanical behavior of metal matrix composites (MMCs) under uniaxial applied stress, very little is available on multi-phase MMCs. In order to cast light on the reinforcement and damage processes in such multi-phase composites, an Al alloy with one and two ceramic reinforcements (planar-random oriented alumina fibers and SiC particles) were studied. In-situ compression tests during neutron diffraction experiments were used to track the load transfer among phases, while X-ray computed tomography was used to investigate pre-strained samples, in order to monitor and quantify damage. We found that damage progresses differently in composites with different orientations of the fiber mat. Because of the presence of the intermetallic network, it was observed that the second ceramic reinforcement changes the load transfer scenario only at very high applied load, when also intermetallic particles break. We rationalized the experimental results by means of a micromechanical model based on Maxwell’s homogenization scheme, and we could explain why no damage is observed in the ductile matrix under compression: the matrix finds itself in hydrostatic compression, and the Poisson’s tensile strain is totally carried by the reinforcement phases
A new titanium alloy improving the operation of implants additively manufactured and including laterally closed lattice structures is proposed. The new alloy possesses an increased affinity to the bone. The measured bone–interface implant (BII) of less than 10 mm and bone–implant contact (BIC) of 95% demonstrated an excellent osseointegration. Furthermore, since additive manufacturing naturally leads to a high-roughness surface finish, the wettability of the implant is increased. The combination of these factors is pushing ossification beyond its natural limits. In addition, the quality and speed of the ossification and osseointegration in/around laterally closed lattice implants open the possibility of bone spline key of prostheses. This enables the stabilization of the implant into the bone while keeping the possibility of punctual hooks allowing the implant to be removed more easily if required.