Selective Laser Melting (SLM) is an Additive Manufacturing process in which a part is built in a layer by layer manner. A laser source selectively scans the powder bed according to the CAD data of the part to be produced. The high intensity laser beam makes it possible to completely melt the metal powder particles to obtain almost fully dense parts. In this work, the influence of process parameters in SLM (e.g. scan speed and layer thickness) and various age hardening treatments on the microstructure and mechanical properties of 18Ni-300 steel is investigated. It is shown that almost fully dense parts with mechanical properties comparable to those of conventionally produced maraging steel 300 can be produced by SLM.

During selective laser melting, the irradiated material experiences large temperature fluctuations in a short time which causes unwanted thermal stresses. In order to assess thermal stresses in a simple and fast way, a new pragmatic method is developed, namely the bridge curvature method. The bridge curvature method is used to assess and qualitatively compare the influence of different laser scan patterns, laser parameter settings and more fundamental process changes on residual stresses. The results from the experiments, as well as the findings from literature, lead to two general conclusions: changes that reduce the high temperature gradient, like using short scan vectors and preheating of the base plate, reduce the thermal stresses. And, thermal stresses in a particular direction can be reduced by optimal choice of the orientation of scan vectors. The experiments indicate the reliability of the bridge curvature method. Statistical analysis is used to check the repeatability of the method and to quantify the uncertainties during measurement.

Although Selective Laser Melting (SLM) provides many advantages compared to conventional machining, limited surface quality is one of the major drawbacks encountered in the process. Secondly, little residual porosity (1-2%) in SLM parts may be problematic for some applications where high strength and fatigue resistance are necessary. As a remedy, laser re-melting is employed during or after the SLM process. Laser re-melting means that after scanning a layer and melting the powder, the same slice is re-scanned before putting a new layer of powder. If done for each layer, it results in substantially longer production times. It can also be applied to only the last layer or the outer skin of the part if the aim is to reduce the roughness or to enhance the surface properties. In this study, laser re-melting is applied using a continuous wave laser during SLM of AISI 316L stainless steel parts mainly to study the microstructural changes by applying different process parameters.

Purpose Selective laser melting (SLM) is a powder metallurgical (PM) additive manufacturing process whereby a three‐dimensional part is built in a layer‐wise manner. During the process, a high intensity laser beam selectively scans a powder bed according to the computer‐aided design data of the part to be produced and the powder metal particles are completely molten. The process is capable of producing near full density (∼98‐99 per cent relative density) and functional metallic parts with a high geometrical freedom. However, insufficient surface quality of produced parts is one of the important limitations of the process. The purpose of this study is to apply laser re‐melting using a continuous wave laser during SLM production of 316L stainless steel and Ti6Al4V parts to overcome this limitation. Design/methodology/approach After each layer is fully molten, the same slice data are used to re‐expose the layer for laser re‐melting. In this manner, laser re‐melting does not only improve the surface quality on the top surfaces, but also has the potential to change the microstructure and to improve the obtained density. The influence of laser re‐melting on the surface quality, density and microstructure is studied varying the operating parameters for re‐melting such as scan speed, laser power and scan spacing. Findings It is concluded that laser re‐melting is a promising method to enhance the density and surface quality of SLM parts at a cost of longer production times. Laser re‐melting improves the density to almost 100 per cent whereas 90 per cent enhancement is achieved in the surface quality of SLM parts after laser re‐melting. The microhardness is improved in the laser re‐molten zone if sufficiently high‐energy densities are provided, probably due to a fine‐cell size encountered in the microstructure. Originality/value There has been extensive research in the field of laser surface modification techniques, e.g. laser polishing, laser hardening and laser surface melting, applied to bulk materials produced by conventional manufacturing processes. However, those studies only relate to laser enhancement of surface or sub‐surface properties of parts produced using bulk material. They do not aim at enhancement of core material properties, nor surface enhancement of (rough) surfaces produced in a PM way by SLM. This study is carried out to cover the gap and analyze the advantages of laser re‐melting in the field of additive manufacturing.

Abstract Cleaning and coating processes as well as biocompatibility of gyroid commercially pure titanium (Cp-Ti) biomedical implants using the laser powder bed fusion (L-PBF) technology were analyzed. Etching time for cleaning of gyroid Cp-Ti biomedical implants were determined to remove non-melted particles from the surface. Nano hydroxyapatite (nHA) and polylactic acid (PLA) composite coating on the gyroid Cp-Ti implants via dip coating were optimized. Dip coating’s withdrawal speed also, the amount of nHA:PLA and viscosity effects of composite were evaluated. 1000 mm/min withdrawal speed prevented clogging of the pores. In addition, silk fibroin was coated on gyroid Cp-Ti implants with electro deposition method. Optimum coating thicknesses were achieved. Biocompatibility after PLA:nHA and silk fibroin were studied. Gyroid and solid Cp-Ti presented 3% and 1% mass loss after a minute of HF/HNO 3 etching. The three-minute etching protocol led to the highest micro pit width formation on the surfaces. 70:30 PLA:nHA and silk fibroin established crack-free coatings on gyroid Cp-Ti surfaces. MTT, live-dead cell assay revealed good biocompatibility after coating.

In this study, we investigated the effect of heat treatment (HT) and hot isostatic press (HIP) on the corrosion behavior of Ti6Al4 V, manufactured by electron beam melting (EBM) additive manufacturing. The preliminary results showed that the thermal process makes the columnar structure more pronounced and the α-lathe coarser compared to EBM. The β phase disappeared with the aging treatment and when increasing the HIP temperature treatment. According the open circuit potential (Eocp) behavior of samples, the HIP3 sample had performed more positive corrosion potential than rivals after 2 h of immersion probably due to equiaxed grain with coarser α-late and the absence of the β phase. In adverse, inferior corrosion behavior was observed for HIP1 because of a higher quantity of the β phase causing probably galvanic corrosion. The HIP process leads to a lower corrosion potential than EBM. At least one protective oxide layer formation was observed for all samples at the anodic branch, and the current density was lower for the HT3 sample. The microstructure analysis revealed the presence of the β-phase in the form of needle-like for the HT1 sample and HIP1 in the corroded area. Furthermore, the EDS line analysis showed the presence of aluminum with oxygen at the edge of the corrosion area for HIP1 suggesting aluminum plays a barrier against degradation. On the other hand, the HT1 showed higher impedance resistance due to the coarser α-lathe microstructure and well-defined β phase.

Emerging solid-state additive manufacturing (AM) technologies have recently garnered significant interest because they can prevent the defects that other metal AM processes may have due to sintering or melting. Additive friction stir deposition (AFSD), also known as MELD, is a solid-state AM technology that utilises bar feedstocks as the input material and frictional–deformational heat as the energy source. AFSD offers high deposition rates and is a promising technique for achieving defect-free material properties like wrought aluminium, magnesium, steel, and titanium alloys. While it offers benefits in terms of productivity and material properties, its low technology readiness level prevents widespread adoption. Academics and engineers are conducting research across various subfields to better understand the process parameters, material properties, process monitoring, and modelling of the AFSD technology. Yet, it is also crucial to compile and compare the research findings from past studies on this new technology to gain a comprehensive understanding and pinpoint future research paths. This paper aims to present a comprehensive review of AFSD focusing on process parameters, material properties, monitoring, and modelling. In addition to examining data from existing studies, this paper identifies areas where research is lacking and suggests paths for future research efforts.