Additive Manufacturing of Multidirectional Preforms and Composites: Microstructural Design, Fabrication, and Characterization

2018 ◽  
pp. 1-55
Author(s):  
Zhenzhen Quan ◽  
Tsu-Wei Chou
Keyword(s):  
Additive Manufacturing ◽  
Microstructural Design ◽  
Fabrication And Characterization

Efficient Microstructural Design for Additive Manufacturing

2014 ◽  
Author(s):  
Krishnan Suresh
Keyword(s):  
Topology Optimization ◽  
Additive Manufacturing ◽  
Degrees Of Freedom ◽  
Salient Feature ◽  
Geometric Complexity ◽  
Micro Level ◽  
Microstructural Design ◽  
Nvidia Gpu ◽  
The Cost ◽  
Microstructural Topology Optimization

A salient feature of additive manufacturing is that the cost of fabrication, to a large extent, is independent of geometric complexity. This opens new opportunities for custom-designing parts both at a macro and micro-level. An elegant and powerful method of designing custom-parts is through topology optimization. While the theory of topology optimization is well understood, current methods can be extraordinarily expensive. The focus of this paper is on efficient microstructural topology optimization for 3d-printing. In particular, the computational bottle-necks in microstructural topology optimization are identified. Then, a framework that not only eliminates these bottle-necks, but incorporates other significant improvements, is developed. The framework is demonstrated through numerical experiments involving microstructures with millions of degrees of freedom, using multi-core CPUs and NVidia GPU.

Regeneration von Knochendefekten mit computergesteuerter Herstellung von Gerüstträgern

2013 ◽  
Vol 22 (03) ◽  
pp. 180-187 ◽  
Author(s):  
J. Henke ◽  
J. T. Schantz ◽  
D. W. Hutmacher
Keyword(s):  
Tissue Engineering ◽  
Additive Manufacturing ◽  
Custom Made

ZusammenfassungDie Behandlung ausgedehnter Knochen-defekte nach Traumata oder durch Tumoren stellt nach wie vor eine signifikante Heraus-forderung im klinischen Alltag dar. Aufgrund der bestehenden Limitationen aktueller Therapiestandards haben Knochen-Tissue-Engineering (TE)-Verfahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die Entwicklung von Additive-Manufacturing (AM)-Verfahren hat dabei eine grundlegende Innovation ausgelöst: Durch AM lassen sich dreidimensionale Gerüstträger in einem computergestützten Schichtfür-Schicht-Verfahren aus digitalen 3D-Vorlagen erstellen. Wurden mittels AM zunächst nur Modelle zur haptischen Darstellung knöcherner Pathologika und zur Planung von Operationen hergestellt, so ist es mit der Entwicklung nun möglich, detaillierte Scaffoldstrukturen zur Tissue-Engineering-Anwendung im Knochen zu fabrizieren. Die umfassende Kontrolle der internen Scaffoldstruktur und der äußeren Scaffoldmaße erlaubt eine Custom-made-Anwendung mit auf den individuellen Knochendefekt und die entsprechenden (mechanischen etc.) Anforderungen abgestimmten Konstrukten. Ein zukünftiges Feld ist das automatisierte ultrastrukturelle Design von TE-Konstrukten aus Scaffold-Biomaterialien in Kombination mit lebenden Zellen und biologisch aktiven Wachstumsfaktoren zur Nachbildung natürlicher (knöcherner) Organstrukturen.

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