ラミネートオブジェクトで製造されたFDMプリントABS/TPUマルチマテリアル標本：機械的および形態学的特性に関する洞察

融合堆積モデリング（FDM）市販のフィラメントと強化フィラメントの印刷は、機械的特性を強化するための実証済みの適切に実証された方法です。しかし、これまで、持続可能な/再生可能性ポリマーのためのラミネートオブジェクト製造（LOM）技術を使用して、単一の標本に融合またはラミネートしたマルチマテリアル成分についてはほとんど報告されていません。TPUは、LOM標本などの単一の標本のABSポリマーマトリックスと組み合わせて非常に頻繁に探索されてきた、再生可能で生体適合性のある特性を示す耐久性があり、柔軟で持続可能な材料の1つです。現在の研究作業では、2つの異なる広く使用されているポリマーの3Dプリントされた曲げ標本のLOM製造を提示しています。ABSおよびTPUおよびASTM D790標準に従ってテストされました。標本を作成し、3層で積み上げました。それらは、ABS：TPU：ABS（ATA）およびTPU：ABS：TPU（TAT）の2つのカテゴリにグループ化されました。上記のカテゴリに対して、標本の曲げ特性、顕微鏡イメージング、および多孔性特性の調査が行われました。この研究の結果は、ATAベースのサンプルがTATラミネート製造サンプルよりも大きな曲げ強度を保持していることを示唆しています。ピークの伸長とサンプルの破壊伸びの大幅な改善が達成され、破損の伸びが187％増加しました。同様に、TATベースの標本では、曲げ強度は約6.8 MPaから13 MPaに大幅に改善され、曲げ強度のほぼ92％の増加を表しています。ツールメーカーの顕微鏡分析と多孔性分析を使用した形態学的検査は、ATAおよびTATサンプルの機械的挙動の観察された傾向をサポートしています。

Fused deposition modeling (FDM) printing of commercial and reinforced filaments is a proven and well-explored method for the enhancement of mechanical properties. However, little has hitherto been reported on the multi-material components, fused or laminated together into a single specimen by using the laminated object manufacturing (LOM) technique for sustainable/renewable polymers. TPU is one such durable and flexible, sustainable material exhibiting renewable and biocompatible properties that have been explored very less often in combination with the ABS polymer matrix in a single specimen, such as the LOM specimen. The current research work presents the LOM manufacturing of 3D-printed flexural specimens of two different, widely used polymers available viz. ABS and TPU and tested as per ASTM D790 standards. The specimens were made and laminated in three layers. They were grouped into two categories, namely ABS: TPU: ABS (ATA) and TPU: ABS: TPU (TAT), which are functionally graded, sandwiched structures of polymeric material. The investigation of the flexural properties, microscopic imaging, and porosity characteristics of the specimens was made for the above categories. The results of the study suggest that ATA-based samples held larger flexural strength than TAT laminated manufactured samples. A significant improvement in the peak elongation and break elongation of the samples was achieved and has shown a 187% increase in the break elongation. Similarly, for the TAT-based specimen, flexural strength was improved significantly from approximately 6.8 MPa to 13 MPa, which represents a nearly 92% increase in the flexural strength. The morphological testing using Tool Maker's microscopic analysis and porosity analysis has supported the observed trends of mechanical behavior of ATA and TAT samples.