Effect of raster angles on the anisotropic behavior of 3D-printed TPU under uniaxial and planar loading conditions
Notice bibliographique
Résumé
Thermoplastic polyurethane (TPU) is typically modeled as an isotropic hyperelastic material. However, when fabricated using fused deposition modeling (FDM), it exhibits anisotropic behavior due to directional filament alignment. This study investigates the effects of raster orientation and layer height on the mechanical performance of 3D-printed TPU using uniaxial and planar tensile tests. Four raster angles (0°, 90°, 0/90°, and -45/45°) were tested under uniaxial loading, while planar tests used 0° and 90° orientations. The 0° raster, aligned with the loading direction, showed the highest tensile strength (~9.5 MPa), modulus (~22.85 MPa), and elongation (>250%). The 90° raster displayed the lowest performance, with early failure (~90-100% strain), lower strength (~4-8 MPa), and reduced stiffness (~19.34 MPa), due to weak interlayer bonding. Bidirectional raster angle showed intermediate responses. Planar tensile results confirmed this anisotropy, with 0° specimens reaching ~20 MPa and 230% strain, while 90° specimens failed at ~5 MPa and ~50-60% strain. Microscopy images revealed that reducing layer height from 0.24 mm to 0.18 mm improved interlayer bonding but narrowed raster-to-raster bond widths. These results highlight the strong influence of printing parameters on TPU anisotropy and the need for constitutive models that account for directional effects in 3D-printed soft materials.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».