Metrological characterization of porosity graded β-Ti21S triply periodic minimal surface cellular structure manufactured by laser powder bed fusion
Notice bibliographique
Résumé
The design of a functionally graded porous structure (FGPS) for use in prosthetic devices is crucial for meeting both mechanical and biological requirements. One of the most commonly used cellular structures in FGPS is the triply periodic minimal surface (TPMS) structure due to its ability to be defined by implicit equations, which allows for smooth transitions between layers. This study evaluates the feasibility of using a novel β-Ti21S alloy to fabricate TPMS-based FGPS. This beta titanium alloy exhibits low elastic modulus (53 GPa) and good mechanical properties in as-built condition. Two TPMS FGPSs with relative density gradients of 0.17, 0.34, 0.50, 0.66, and 0.83 and unit cell sizes of 2.5 mm and 4 mm were designed and fabricated using laser powder bed fusion (LPBF). The as-manufactured structures were analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray micro-computed tomography (μ-CT), and the results were compared to the design. The analysis revealed that the pore size and ligament thickness were undersized by less than 5%. Compression tests showed that the stabilized elastic modulus was 4.1 GPa for the TPMS with a 2.5 mm unit cell size and 10.7 GPa for the TPMS with a 4 mm unit cell size. A finite element simulation was performed to predict the specimen's elastic properties, and a lumped model based on lattice homogenized properties was proposed and its limitations were explored.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».