Lack of assurance of quality with additively manufactured (AM) parts is a key technological barrier that prevents manufacturers from adopting AM technologies, especially for high-value applications where component failure cannot be tolerated. Developments in process control have allowed significant enhancement of AM techniques and marked improvements in surface roughness and material properties, along with a reduction in inter-build variation and the occurrence of embedded material discontinuities. As a result, the exploitation of AM processes continues to accelerate. Unlike established subtractive processes, where in-process monitoring is now commonplace, factory-ready AM processes have not yet incorporated monitoring technologies that allow discontinuities to be detected in process. Researchers have investigated new forms of instrumentation and adaptive approaches which, when integrated, will allow further enhancement to the assurance that can be offered when producing AM components. The state-of-the-art with respect to inspection methodologies compatible with AM processes is explored here. Their suitability for the inspection and identification of typical material discontinuities and failure modes is discussed with the intention of identifying new avenues for research and proposing approaches to integration into future generations of AM systems.

Critical to the selection requirements for additive manufacturing (AM) is the need for appropriate materials. Materials requirements for AM include the ability to produce the feedstock in a form amenable to the specific AM process, suitable processing of the material by AM, capability to be acceptably post-processed to enhance geometry and properties, and manifestation of necessary performance characteristics in service. As AM has matured, specific classes of material have become associated with specific AM processes and applications. This paper gathers this information for each of the seven categories of ISO/ASTM AM categories. Polymers, metals, ceramics and composites are considered. Microstructural features affecting AM part properties are listed. Service properties of AM parts are described, including physical, mechanical, optical and electrical properties. An additive manufacturability index is proposed.

The electrochemical corrosion performance of laser clad Inconel 625 wire in a de-aerated 3.5 wt% NaCl solution was investigated. The microstructure of the clad beads before and after the corrosion testing was examined using a combination of optical microscopy, scanning electron microscopy (with energy dispersive X-ray analysis) and X-ray diffraction. Well bonded, minimally diluted, pore- and crack-free single bead and multiple (overlapped) beads of Inconel 625 wire were successfully deposited. The clad beads comprise dendritic γ-Ni (FCC) matrix and interdendritic precipitates which are Mo- and Nb-rich. The microstructural evolution of a typical clad bead is observed to begin with columnar dendrites, at the clad-substrate interface, growing vertically to the substrate. This blends into horizontal columnar dendrites near the top region. High integrity laser coating (multiple beads) of Inconel 625 wire with a minimal dilution ratio of 4.5% is found in this study. The corrosion performance of the coating, which degrades with increasing Fe dilution, is very close to that of wrought Inconel 625 but superior to the wrought 304L stainless steel. The stainless steel exhibited localised (pitting) corrosion however, it was fully protected by the Inconel 625 wire laser coating in the saline solution.

The surface integrity of machined metal components is critical to their in-service functionality, longevity and overall performance. Surface defects induced by machining operations vary from the nano to macro scale, which cause microstructural, mechanical and chemical effects. Hence, they require advanced evaluation and post processing techniques. While surface integrity varies significantly across the range of machining processes, this paper explores the state-of-the-art of surface integrity research with an emphasis on their governing mechanisms and emerging evaluation approaches. In this review, removal mechanisms are grouped by their primary energy transfer mechanisms; mechanical, thermal and chemical based. Accordingly, the resultant multi-scale phenomena associated with metal machining are analyzed. The contribution of these material removal mechanisms to the workpiece surfaces/subsurface characteristics is reviewed. Post-processing options for the mitigation of induced surface defects are also discussed.

Laser deposition with wire offers saving potentials over powder based systems. These include a cleaner processing environment, reduced economic and environmental cost of producing the wire, better surface finish and higher material deposition rates. This technique is rapidly finding applications for the manufacture and repair of high value components. For the first time, the deposition of Inconel 625 wire for single tracks at varying processing parameters using a 2-kW Ytterbium doped fibre laser has been investigated. A process map predicting the process characteristics in terms of wire dripping, smooth wire transfer and wire stubbing at different cladding conditions has been developed. Track geometrical characteristics including aspect ratio and contact angle were evaluated using surface profilometry and optical microscopy. Scanning electron microscopy equipped with energy dispersive X-ray spectroscopy was used to determine the dilution ratio (%) of the tracks. Wire deposition volume per unit length of track and energy per unit length of track were found to be key parameters influencing both the process and track geometrical characteristics. Aspect ratio and dilution ratio showed positive dependency whereas contact angle showed negative dependency on energy per unit length of track. Conversely, material deposition volume per unit length of track varied directly with contact angle but inversely with aspect ratio and dilution ratio (ranging from 0% to 24%). Processing conditions at which a combination of favourable single track properties including low contact angle (<80°), minimal dilution ratio (5–13%) and high surface quality were achieved are presented. These properties are required for depositing overlapped tracks of good surface finish, minimal dilution and free of inter-run porosity.

Background Disease-modifying therapies (DMTs) for Alzheimer’s disease (AD) have early evidence of efficacy. Widespread delivery of DMTs will require major service reconfiguration. Treatment pathways will need to include triaging for eligibility, regular infusions and baseline and follow-up MRI scanning. A critical step in planning is provision of real-world estimates of patients likely to be eligible for triaging, but these are challenging to obtain. Methods We performed a retrospective service evaluation of patients attending five memory services across North and East London and a national specialist cognitive disorders service. We examined the likely proportion of patients who would (1) be referred for triaging for DMTs and (2) potentially be suitable for treatments. Results Data from a total of 1017 patients were included, 517 of whom were seen in community memory services and 500 in a specialist clinic. In the memory services, 367/517 (71%) were diagnosed with possible AD. After exclusions of those in whom cognitive and frailty scores, MRI contraindications or anticoagulant use indicated they would be unlikely to be suitable, an estimated 32% would be eligible for triaging. In the specialist cognitive clinic, where additional investigations are available, 14% of those seen (70/500) would be potentially eligible for treatment. Conclusions While a sizeable proportion of patients attending memory clinics may be referred for triaging for DMTs for AD, only a minority are likely to be suitable for these, as demonstrated in patients seen in specialist cognitive services. This will need to be considered when designing pathways for DMT delivery.

Icing has been seen as an economic and safety hazard due to its threats to aviation, power generation, offshore platforms, etc., where passive icephobic surfaces with a surface texturing design have the potential to address this problem. However, the intrinsic icephobic principles associated with the surface textures, energy, elasticity, and hybrid effects are still unclear. To explore the anisotropic wettability, ice nucleation, and ice detaching behaviors, a series of textured poly(dimethylsiloxane) (PDMS)-based coatings with various texture orientations were proposed through a simple stamping method with surface functionalization. The anisotropic hydrophobic/icephobic phenomena and mechanisms were discovered from wettability evaluation, experimentally studied by icing/deicing experiments, and finally verified by microscopic numerical simulations. One-way analysis of variance (one-way ANOVA analysis) was used to analyze the effect of surface textures on hydrophobic/icephobic properties, which assisted in understanding anisotropic phenomena. Typical anisotropic ice nucleation and growth on the textured coatings were clarified using in situ environmental scanning electron microscope (ESEM) characterization. The ice/coating interfacial stress responses were studied by numerical stimulation at the microscopic level, further verifying the localized, amplified, and propagated stress at the ice/coating interface. The theoretical anisotropic responses, barrier effect, and accelerating effect were verified to interpret the anisotropic wettability and icephobicity, depending on the specific surface conditions. This study revealed the basics of the anisotropic icephobic mechanisms of textured icephobic surfaces, further facilitating the R&D of passive icephobic surfaces.