Wissenschaftliche Artikel der BAM
Several cylindrical specimens and dental implants, presenting diagonal lattice structures with different cell sizes (600, 900 and 1200 µm) were additively manufactured by selective laser melting process. Then they were implanted for two months in a sheep. After removal, they were studied by Archimedes’ method as well as X-ray computed tomography in order to assess the penetration of bone into the lattice. We observed that the additive manufactured parts were geometrically conform to the theoretical specifications. However, several particles were left adhering to the surface of the lattice, thereby partly or entirely obstructing the cells. Nevertheless, bone penetration was clearly visible. We conclude that the 900 µm lattice cell size is more favourable to bone penetration than the 1200 µm lattice cell size, as the bone penetration is 84 % for 900 µm against 54 % for 1200 µm cell structures. The lower bone penetration value for the 1200 µm lattice cell could possibly be attributed to the short residence time in the sheep. Our results lead to the conclusion that lattice implants additively manufactured by selective laser melting enable better bone integration.
Im vergangenen Jahrzehnt sind gitterinterferometrische Röntgenabbildungen zunehmend in den Fokus des Interesses gerückt. Sie sind insbesondere dann Vorteil, wenn der in der Standardradiographie erreichbare Kontrast nicht genügt, schwach absorbierende Mikro- und Nanostrukturen abzubilden.
Auf Kosten mehrerer Aufnahmen gestattet die Talbot-Lau Gitterinterferometrie, die Beiträge aus Absorption, Refraktion und (refraktiver) Streuung zu trennen. Dazu werden die Störungen der Interferenzmuster von Phasengittern ausgewertet. Im Gegensatz zu einer Vielzahl anderer refraktionsbasierter Abbildungsmethoden kann diese Technik mit konventionellen Röntgenröhren (mit divergenter, polychromatischer Strahlung) angewendet werden. Damit ist die Technik geeignet, typische ZfP-Fragestellungen zu lösen.
Hier stellen wir Untersuchungen zur Effizienz von Phasengittern vor. Die Visibilität (d.h. die Höhe der Oszillation im Interferenzmuster) wird als Funktion verschiedener geometrischer Parameter verfolgt. Eine Rotation um die Achse parallel zu den Gitterstegen ändert die Form des Gitterprofils (d.h. die Verteilung der Phasenschiebungen). Die kontinuierliche Variation des Winkels und des Detektionsabstandes führt zur Identifikation von ausgezeichneten Kombinationen mit maximaler Visibilität, wobei die Abstände deutlich geringer sind als im Standardaufbau mit senkrechter Gitterbestrahlung.
Unsere Studie umfasst Simulationen für monochromatische Quelle und den Vergleich zu experimentellen Ergebnissen mit der Synchrotronstrahlung.
In der Literatur wurden die Vorteile der Talbot-Lau Interferometrie für die zerstörungsfreie Prüfung von Faserkompositen und Verbundwerkstoffen demonstriert. Hier werden als Beispiele Messungen an Aluminiumtitanat (Al2TiO5) Pulver gezeigt.
Ti-6Al-4V bridges were additively fabricated by selective laser melting (SLM) under different scanning speed conditions, to compare the effect of process energy density on the residual stress state. Subsurface lattice strain characterization was conducted by means of synchrotron diffraction in energy dispersive mode. High tensile strain gradients were found at the frontal surface for samples in an as-built condition. The geometry of the samples promotes increasing strains towards the pillar of the bridges. We observed that the higher the laser energy density during fabrication, the lower the lattice strains. A relief of lattice strains takes place after heat treatment.