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技術(shù)文章(zhang)
PDMS 硅膠墨水力(li)學(xué)性(xing)能測(cè)試
光敏聚(ju)二甲基硅(gui)氧烷(PDMS)硅膠(jiao)材料由(you)高度交聯(lián)(lian)的網(wǎng)(wang)狀結(jié)構(gòu)組成(cheng),在硅氧鍵的(de)作用下具有(you)良好(hao)的熱穩(wěn)(wen)定性、耐輻(fu)射性、生物相(xiang)容性及化(hua)學(xué)惰性,被(bei)廣泛應(yīng)用于機(jī)(ji)械、醫(yī)療(liao)、化工、航(hang)空航天和生(sheng)物工程等領(lǐng)域(yu)。
增材制造將數(shù)(shu)字模型作(zuo)為制造基(ji)礎(chǔ),通過(guo)材料逐(zhu)層堆(dui)積的方式(shi)實(shí)現(xiàn)(xian)三維實(shí)體的(de)直接構(gòu)(gou)建,是一種先進(jìn)(jin)的智能(neng)制造技(ji)術(shù)。該技(ji)術(shù)基于計(jì)算(suan)機(jī)模型進(jìn)(jin)行實(shí)體(ti)建模,可實(shí)現(xiàn)(xian)制造材料的精(jing)確控制,具有復(fù)(fu)雜結(jié)(jie)構(gòu)快速制造的(de)能力。
近年(nian),增材(cai)制造(zao)行業(yè)迅速發(fā)展(zhan),打印精度和速(su)度都得(de)到極大(da)提高,通過(guo)增材(cai)制造方式對(duì)PDMS 材(cai)料進(jìn)行制造,將(jiang)為軟體機(jī)(ji)器人(ren)、類生命機(jī)器(qi)人和(he)可穿戴設(shè)備(bei)的發(fā)展帶來革(ge)命性進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將生物3D 打(da)印技術(shù)與(yu)微流控芯(xin)片技術(shù)相結(jié)(jie)合, 構(gòu)建(jian)了三維結(jié)構(gòu)的(de)器官芯片,可(ke)實(shí)現(xiàn)芯片制(zhi)造工藝(yi)的簡(jiǎn)易(yi)化和低(di)成本(ben)化,同時(shí)滿足(zu)對(duì)復(fù)雜異(yi)質(zhì)三維微環(huán)境(jing)的精細(xì)(xi)需求。文(wen)獻(xiàn)采用嵌入(ru)式3D 打印技術(shù)進(jìn)(jin)行了PDMS 材(cai)料的(de)成形,通過對(duì)(dui)支撐介質(zhì)的透(tou)明度(du)、流動(dòng)性及流(liu)變性進(jìn)行優(yōu)化(hua),確定(ding)了最佳(jia)打印參數(shù),制備(bei)了個(gè)性(xing)化多孔硅膠(jiao)義眼, 其(qi)優(yōu)異的生物(wu)相容性(xing),為個(gè)性化(hua)義眼的性(xing)能研(yan)究與臨(lin)床應(yīng)用(yong)奠定了(le)基礎(chǔ)。文獻(xiàn)利用(yong)氣溶(rong)膠微噴(pen)射打(da)印工藝制備(bei)了PDMS 材料的柔性(xing)應(yīng)變傳感(gan)器,探究了PDMS 微(wei)噴射工(gong)藝參數(shù)對(duì)打印(yin)寬度的影(ying)響規(guī)律,驗(yàn)證(zheng)了PDMS 噴射打印工(gong)藝在智能穿戴(dai)設(shè)備方面(mian)的應(yīng)用潛力(li)。PDMS 材料在未(wei)固化(hua)狀態(tài)下具有較(jiao)強(qiáng)的(de)流動(dòng)(dong)和浸潤(rùn)性(xing),無法采(cai)用擠出式打印(yin)工藝(yi)構(gòu)建大體積復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu)(gou), 將PDMS和粉末(mo)材料混合制備(bei)功能材料(liao)是當(dāng)前(qian)的主流(liu)方式,可極(ji)大提高打印(yin)精度和結(jié)構(gòu)(gou)尺寸。文獻(xiàn)以氧(yang)化鋯和(he)PDMS 分別作為分散(san)相和連續(xù)相(xiang),不同分散相含(han)量的(de)流變測(cè)試表明(ming),配制的復(fù)合(he)打印材料(liao)具有非牛頓流(liu)體特性,復(fù)合(he)材料中(zhong)氧化鋯粉末(mo)的體積分?jǐn)?shù)在(zai)25%時(shí),打(da)印材(cai)料便于擠出且(qie)成形較好(hao)。
PDMS 作為性能(neng)優(yōu)異(yi)的柔性材(cai)料, 不(bu)僅是軟體機(jī)(ji)器人主體部(bu)分的理(li)想材料(liao),還在很多高(gao)新技術(shù)(shu)領(lǐng)域具有廣泛(fan)的應(yīng)用價(jià)值(zhi)。但受(shou)到流動(dòng)性(xing)和浸潤(rùn)性的(de)影響,PDMS 不具備擠(ji)出式打(da)印的能(neng)力,需將其混(hun)入增強(qiáng)相,提(ti)高材料(liao)的屈服(fu)強(qiáng)度,才能維(wei)持復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)的形狀穩(wěn)(wen)定。然而,氣相二(er)氧化硅(gui)顆粒的(de)比例會(huì)(hui)對(duì)硅(gui)膠墨水的(de)粘接產(chǎn)(chan)生很大影(ying)響。
1、硅膠(jiao)墨水啞鈴形(xing)試樣拉伸測(cè)試(shi),可以用(yong)于測(cè)(ce)定試樣的拉伸(shen)強(qiáng)度(du)和斷裂伸長(zhǎng)(zhang)率
2、硅膠墨水半球(qiu)形腔體壓縮測(cè)(ce)試,可(ke)以用于測(cè)定壓(ya)縮模量或壓縮(suo)強(qiáng)度(du)