在最近发表的“用于熔融丝材制造（FFF）的基于丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯（ABS）/热塑性聚氨酯（TPU）共混物的增强粘合性能的材料”，作者概述了最近的一个项目，他们为3D打印创造了具有精细属性的新材料。在这项研究中，他们研究了热塑性塑料和热塑性弹性体在宏观和微观尺度上的相容性。

a）用于成分研究的单层膜的设计; b）1BA拉伸试样和c）单层，研究平台温度对第一层粘合力的影响; d）拉伸试样的不同取向。

虽然增强材料在熔融沉积成型（FDM，也称为FFF）方面具有新的潜力，但作者也意识到需要克服的许多障碍，其中一些与传统方法相比，以及与机械性能相关的典型问题，如减少拉伸强度和孔隙率引起的缺陷。

研究人员表示：已经采取了不同的策略来克服这些问题。当应用不同的外部载荷时，已经进行了有限元分析以绘制力分布图，以便能够预测裂缝模式和位置。

粘合问题对于今天的用户来说很常见，正如作者所指出的那样，对于如何测量这些问题还存在“缺乏共识”，以及测试解决方案，例如改变打印件的位置，探索构建方向和栅格的影响取向，改性材料和试验添加剂。该研究团队还指出了FDM技术中存在的问题，例如加热平台的要求等问题，以及使用热塑性弹性体（TPE）以获得更好粘合性的可能解决方案。

虽然ABS和TPU在混合时可能会显示出良好的效果，但对于这项研究，科学家们决定放弃混合，并在Creality CR10 3D打印机上单独打印材料，使用一系列ABS / TPU混合物，其中包含10个TPU含量至30％wt％。使用ABS和TPU打印五个样品，没有支撑结构，使用默认软件参数。

a）纯ABS（红色），ABS：含有10wt％TPU（蓝色），20wt％TPU（绿色），30wt％TPU（黑色）和纯TPU（浅蓝色）的TPU共混物的平均拉曼光谱; b-c）含有20wt％TPU的共混物的拉曼显微照片。红色区域表示1012cm-1处的ABS特征峰，而蓝色区域对应于1531cm-1处TPU的特征峰。取这些峰来进行拉曼显微镜图像，其显示为b）ABS，c）TPU和d）来自ABS和TPU的合并信号。（有关本图例中颜色参考的解释，读者可参考本文的网页版本。）a）纯ABS（红色），ABS：含10wt％TPU（蓝色）的TPU共混物的平均拉曼光谱，20wt％TPU（绿色），30wt％TPU（黑色）和纯TPU（浅蓝色）; b-c）含有20wt％TPU的共混物的拉曼显微照片。红色区域表示1012cm-1处的ABS特征峰，而蓝色区域对应于1531cm-1处TPU的特征峰。取这些峰来进行拉曼显微镜图像，其显示为b）ABS，c）TPU和d）来自ABS和TPU的合并信号。（有关此图例中对颜色的引用的解释，读者可参考本文的Web版本。）

可以观察到，TPU特征峰与混合物中的TPU含量成比例增加。这是混合物中ABS和TPU之间良好相容性的第一个迹象，因为我们无法识别ABS和TPU的分离区域，至少在拉曼激光的空间分辨率内。为了更详细地研究ABS的化学成分：TPU混合物，进行了混合物的XY拉曼映射。

在检查所打印物体的成分分布时，研究小组能够确认所有混合物确实提供了均匀分布的ABS和TPU。

AFM相图显示，当TPU含量为10％（重量）时，它均匀分布在ABS基质中，而含有30％（重量）TPU的共混物则倾向于沿ABS基质形成连续相。我们已将该组成研究与FFF打印的拉伸试验样品中观察到的机械性能相关联。我们指出，TPU的存在增加了打印层之间的层间粘合力（粘合强度），同时它不会降低含量高达20％（重量）的屈服强度值。

“对于含有30wt％TPU的共混物，这种粘合性也得到提高，但屈服强度更像纯TPU而不是ABS。然而，这种高含量的TPU导致增强的打印平台粘附性，使其保持在室温下。因此，我们得出结论，这些混合物是有希望的候选材料，作为在FFF中使用的具有增强的粘附性（在层之间和平台之间）的材料。由于它们的商业可用性和混合物的简单制备，我们相信这些材料特别适用于大规模工业应用，作为纯ABS的替代品。

a）纯ABS，ABS：TPU共混物的AFM高度图像，其含有b）10wt％TPU，c）20wt％TPU，d）30wt％TPU和e）TPU; F）纯ABS，ABS：TPU共混物的AFM相图像，其含有g）10wt％TPU，h）20wt％TPU，i）30wt％TPU和j）纯TPU。所有图像都已标准化为相同的值，以便进行直接比较。比例尺：1μmAFM高度图像a）纯ABS，ABS：TPU共混物，含有b）10wt％TPU，c）20wt％TPU，d）30wt％TPU和e）TPU; F）纯ABS，ABS：TPU共混物的AFM相图像，其含有g）10wt％TPU，h）20wt％TPU，i）30wt％TPU和j）纯TPU。所有图像都已标准化为相同的值，以便进行直接比较。比例尺：1μm

如今，许多不同的研究激发了粘合问题，从一系列不同的丝材到新的热床解决方案的试验，以及在建筑等行业中的改进。

使用a）纯ABS，ABS：含有b）10wt％TPU的TPU共混物，c）20wt％TPU，d）30wt％TPU和e）TPU，在XY中打印的1BA试样的断裂的SEM显微照片; 使用f）纯ABS，ABS：TPU共混物，其中含有g）10wt％TPU，h）20wt％TPU，i）30wt％TPU和j）纯TPU，在XZ中打印的1BA试样的断裂的SEM显微照片。比例尺：500μm。