Additive manufacturing provides great geometrical freedom for fabricating structures with complex or customized architecture. One of the applications benefiting from this technology is the fabrication of functionally graded materials with high degree of control of internal architecture which can be strategic application in advanced energy absorption. This study aims to explore the mechanical properties of functionally graded lattice structures fabricated by an additive manufacturing technique namely, selective laser melting (SLM), with Ti-6Al-4V as the building material. Both cubic lattice and honeycomb lattice structures with varied strut diameter and density were designed and manufactured, and their physical characteristics, deformation behavior and compressive properties were investigated. The collapse of structure always started from least dense layer to the denser layers. In contrast, samples with uniform density showed abrupt shear failure with diagonal cracking across the whole structure. The plateau stress and specific energy absorption of density graded samples were higher than for uniform density samples for three out of four designs by up to 67% and 72%, respectively. In addition, density graded lattices showed distinct energy absorption behavior with cumulative energy absorption increasing as a power of strain function while uniform density lattices showed a near-linear relationship.

Dissimilar AA6061 and AA7075 alloy have been friction stir welded with a variety of different process parameters. In particular, the effects of materials position and welding speed on the material flow, microstructure, microhardness distribution and tensile property of the joints were investigated. It was revealed that the material mixing is much more effective when AA6061 alloy was located on the advancing side and multiple vortexes centers formed vertically in the nugget. Three distinct zones with different extents of materials intercalations were identified and the formation mechanism of the three zones was then discussed. Grain refinement was observed in all three layers across the nugget zone with smaller grains in AA7075 Al layers. All the obtained joints fractured in the heat-affected zone on the AA6061 Al side during tensile testing, which corresponds very well to the minimum values in microhardness profiles. It was found that the tensile strength of the dissimilar joints increases with decreasing heat input. The highest joint strength was obtained when welding was conducted with highest welding speed and AA6061 Al plates were fixed on the advancing side. To facilitate the interpretation, the temperature history profiles in the HAZ and at zones close to TMAZ were also measured using thermocouple and simulated using a three-dimensional computational model.

Microbiologically influenced corrosion (MIC) accounts for approximately 20% of the total corrosion-related losses worldwide, causing significant economic damage each year, particularly in Marine environments. However, there are still no truly effective and eco-friendly protection solutions against MIC, among which the incomplete understanding of the microbial biofilm development on metallic surface is a key limitation. Using 16S rRNA and ITS sequencing, we studied bacterial and fungal communities in rust layer biofilm and seawater. The results showed that Proteobacteria, Cyanobacteria and Bacteroidota were the dominant bacterial phyla, and Ascomycota and Basidiomycota were the dominant fungal phyla both in the rust layer biofilm and seawater. Bacteria like Erythrobacter and Aquimarina, as well as fungi like Aspergillus and Acremonium were were notable microorganisms in the rust layer biofilm. Source analysis revealed differences between biofilm and seawater communities, with 23.08% bacterial and 21.48% fungal communities originating from seawater. Stochastic processes governed biofilm and seawater microbial communities, and network analysis showed coexistence and interaction among bacteria and fungi.

Electron beam powder bed fusion (EB-PBF) is effective for producing complex geometrical components with minimal residual stress because of elevated powder bed temperatures; however, it faces challenges in achieving dimensional accuracy due to nonlinear shrinkage. We systematically investigated the thermal shrinkage behaviour of large-scale EB-PBF components and developed 3D nonlinear compensation strategies. A thermal-mechanical model was developed to simulate residual stress and deformation during printing and cooling, revealing that nonlinear shrinkage is linked to thermal history, stress distribution, and material properties. The proposed method improved dimensional accuracy, reducing maximum errors from 1.81 mm to 0.16 mm, meeting industrial tolerances for components sized 77 × 48 × 326 mm. Hereafter, we developed a comprehensive digital workflow encompassing topology optimisation and compensation, validated through a case study on a topology-optimised satellite component. This approach enhances manufacturing precision and significantly reduces trial-and-error iterations in product design, resulting in substantial time and cost savings.