技術(shù)文(wen)章
Technical articles光敏聚二甲(jia)基硅氧(yang)烷(PDMS)硅膠(jiao)材料由高(gao)度交聯(lián)的網(wǎng)(wang)狀結(jié)構(gòu)組成,在(zai)硅氧鍵的作用(yong)下具(ju)有良(liang)好的熱穩(wěn)定性(xing)、耐輻(fu)射性、生物相容(rong)性及化學(xué)(xue)惰性,被廣泛應(yīng)(ying)用于(yu)機(jī)械(xie)、醫(yī)療、化工(gong)、航空航天和(he)生物工程等(deng)領(lǐng)域。
增材制(zhi)造將數(shù)字模(mo)型作為制造基(ji)礎(chǔ),通過材料(liao)逐層堆(dui)積的方(fang)式實(shí)現(xiàn)(xian)三維實(shí)體的直(zhi)接構(gòu)建,是一種(zhong)先進(jìn)的智能(neng)制造技(ji)術(shù)。該技術(shù)基于(yu)計(jì)算機(jī)模型進(jìn)(jin)行實(shí)體建模,可(ke)實(shí)現(xiàn)制造材料(liao)的精確控制,具(ju)有復(fù)雜結(jié)構(gòu)(gou)快速制造的能(neng)力。
近年,增材制造(zao)行業(yè)迅速發(fā)展(zhan),打印精度(du)和速度都(dou)得到極大提(ti)高,通(tong)過增材制造方(fang)式對PDMS 材(cai)料進(jìn)行制造(zao),將為軟體機(jī)器(qi)人、類生命(ming)機(jī)器人(ren)和可(ke)穿戴設(shè)(she)備的發(fā)展帶來(lai)革命性進(jìn)(jin)步。文獻(xiàn)將(jiang)生物3D 打(da)印技術(shù)與微(wei)流控芯片技(ji)術(shù)相結(jié)合, 構(gòu)(gou)建了三(san)維結(jié)構(gòu)的器(qi)官芯片,可(ke)實(shí)現(xiàn)芯(xin)片制造工藝的(de)簡易化(hua)和低成本(ben)化,同時(shí)滿足對(dui)復(fù)雜異質(zhì)(zhi)三維(wei)微環(huán)境(jing)的精細(xì)需(xu)求。文獻(xiàn)采用(yong)嵌入式(shi)3D 打印(yin)技術(shù)(shu)進(jìn)行了PDMS 材(cai)料的成形,通(tong)過對支(zhi)撐介質(zhì)的(de)透明度、流(liu)動性(xing)及流變性(xing)進(jìn)行(xing)優(yōu)化,確定了最(zui)佳打印參數(shù)(shu),制備(bei)了個(gè)性化(hua)多孔硅膠(jiao)義眼, 其優(yōu)(you)異的生(sheng)物相容(rong)性,為(wei)個(gè)性(xing)化義眼的性能(neng)研究與臨床(chuang)應(yīng)用(yong)奠定了(le)基礎(chǔ)。文獻(xiàn)利(li)用氣溶膠(jiao)微噴射打印工(gong)藝制(zhi)備了PDMS 材(cai)料的柔(rou)性應(yīng)變(bian)傳感器,探究(jiu)了PDMS 微噴(pen)射工藝(yi)參數(shù)對打(da)印寬度的影(ying)響規(guī)律(lv),驗(yàn)證了(le)PDMS 噴射(she)打印工藝(yi)在智能穿戴設(shè)(she)備方面的(de)應(yīng)用潛(qian)力。PDMS 材(cai)料在未固(gu)化狀(zhuang)態(tài)下(xia)具有較強(qiáng)(qiang)的流動和(he)浸潤性(xing),無法(fa)采用(yong)擠出式打印工(gong)藝構(gòu)建(jian)大體(ti)積復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu), 將PDMS和粉(fen)末材料混(hun)合制備功(gong)能材(cai)料是當(dāng)前的(de)主流方(fang)式,可極(ji)大提高打印(yin)精度和結(jié)構(gòu)尺(chi)寸。文獻(xiàn)以氧化(hua)鋯和PDMS 分別作(zuo)為分散相和連(lian)續(xù)相,不同分(fen)散相含(han)量的(de)流變測試(shi)表明,配制的復(fù)(fu)合打(da)印材料具有非(fei)牛頓流體特(te)性,復(fù)合材(cai)料中(zhong)氧化(hua)鋯粉末的體(ti)積分?jǐn)?shù)(shu)在25%時(shí)(shi),打印(yin)材料便于擠(ji)出且成形(xing)較好。
PDMS 作為性能優(yōu)(you)異的柔(rou)性材料, 不僅(jin)是軟體(ti)機(jī)器(qi)人主體部分的(de)理想材料(liao),還在很多高新(xin)技術(shù)領(lǐng)域(yu)具有廣(guang)泛的應(yīng)用(yong)價(jià)值。但(dan)受到流動(dong)性和浸(jin)潤性的影響(xiang),PDMS 不具備擠出(chu)式打印的(de)能力,需(xu)將其混入(ru)增強(qiáng)相(xiang),提高材(cai)料的屈服強(qiáng)度(du),才能維(wei)持復(fù)雜結(jié)構(gòu)(gou)的形狀穩(wěn)(wen)定。然而,氣(qi)相二氧(yang)化硅(gui)顆粒(li)的比例(li)會對硅(gui)膠墨水的粘(zhan)接產(chǎn)生很(hen)大影響。
1、硅膠墨水啞(ya)鈴形試樣(yang)拉伸測試(shi),可以用于測定(ding)試樣的拉伸(shen)強(qiáng)度和斷(duan)裂伸(shen)長率
2、硅膠墨(mo)水半球(qiu)形腔體壓縮測(ce)試,可以用于測(ce)定壓縮模量(liang)或壓縮強(qiáng)(qiang)度