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PDMS 硅膠墨水力學(xué)(xue)性能(neng)測試
光敏聚二(er)甲基(ji)硅氧烷(PDMS)硅(gui)膠材料由高度(du)交聯(lián)的網(wǎng)狀(zhuang)結(jié)構(gòu)組成,在硅(gui)氧鍵(jian)的作(zuo)用下具有良好(hao)的熱穩(wěn)定性、耐(nai)輻射性、生物(wu)相容性(xing)及化學(xué)惰性,被(bei)廣泛應(yīng)用(yong)于機械、醫(yī)(yi)療、化工(gong)、航空航天和生(sheng)物工(gong)程等領(lǐng)域。
增材(cai)制造(zao)將數(shù)字模(mo)型作為(wei)制造基礎(chǔ)(chu),通過(guo)材料逐層(ceng)堆積的方(fang)式實現(xiàn)三維實(shi)體的(de)直接構(gòu)建,是一(yi)種先進(jìn)的智(zhi)能制(zhi)造技(ji)術(shù)。該(gai)技術(shù)基于(yu)計算機模(mo)型進(jìn)(jin)行實體建(jian)模,可實現(xiàn)制造(zao)材料的精(jing)確控制,具(ju)有復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)(gou)快速制造的(de)能力。
近年,增材(cai)制造行業(yè)(ye)迅速發(fā)展(zhan),打印精度和速(su)度都得(de)到極大提高,通(tong)過增材(cai)制造方(fang)式對PDMS 材料進(jìn)行(xing)制造,將為(wei)軟體機器(qi)人、類生(sheng)命機器(qi)人和可(ke)穿戴設(shè)備(bei)的發(fā)展帶(dai)來革(ge)命性進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將生物(wu)3D 打印技術(shù)與(yu)微流控芯片(pian)技術(shù)相結(jié)合(he), 構(gòu)建了三(san)維結(jié)構(gòu)(gou)的器(qi)官芯片,可實(shi)現(xiàn)芯片制(zhi)造工(gong)藝的簡(jian)易化和(he)低成(cheng)本化,同時(shi)滿足對復(fù)雜(za)異質(zhì)三維(wei)微環(huán)(huan)境的精細(xì)需(xu)求。文獻(xiàn)(xian)采用嵌入式3D 打(da)印技術(shù)進(jìn)行了(le)PDMS 材料(liao)的成形,通(tong)過對支(zhi)撐介質(zhì)的透(tou)明度(du)、流動性及流變(bian)性進(jìn)行優(yōu)化,確(que)定了最(zui)佳打印參數(shù),制(zhi)備了個性化(hua)多孔硅膠義眼(yan), 其優(yōu)異(yi)的生物相容(rong)性,為個性化義(yi)眼的性(xing)能研究(jiu)與臨(lin)床應(yīng)用奠(dian)定了基礎(chǔ)。文(wen)獻(xiàn)利用氣溶(rong)膠微噴射(she)打印工(gong)藝制備了PDMS 材料(liao)的柔性應(yīng)(ying)變傳感器(qi),探究(jiu)了PDMS 微噴射工藝(yi)參數(shù)對打(da)印寬度的影響(xiang)規(guī)律,驗證(zheng)了PDMS 噴射(she)打印工(gong)藝在(zai)智能穿戴設(shè)備(bei)方面的應(yīng)用(yong)潛力(li)。PDMS 材料在未(wei)固化狀(zhuang)態(tài)下具有(you)較強的流動和(he)浸潤(run)性,無法采(cai)用擠出式打印(yin)工藝構(gòu)建大(da)體積復(fù)雜結(jié)構(gòu)(gou), 將PDMS和粉末材(cai)料混合制備(bei)功能(neng)材料(liao)是當(dāng)前的主流(liu)方式,可(ke)極大提高打印(yin)精度和(he)結(jié)構(gòu)尺(chi)寸。文獻(xiàn)(xian)以氧(yang)化鋯和PDMS 分別(bie)作為分散相和(he)連續(xù)相(xiang),不同分散相(xiang)含量(liang)的流變測試(shi)表明,配制的(de)復(fù)合打印(yin)材料具有非(fei)牛頓流體特性(xing),復(fù)合材料中氧(yang)化鋯粉末的(de)體積分?jǐn)?shù)(shu)在25%時,打(da)印材料便于擠(ji)出且成形(xing)較好(hao)。
PDMS 作為性能優(yōu)異(yi)的柔性材(cai)料, 不僅是軟體(ti)機器人(ren)主體部(bu)分的理想材(cai)料,還(hai)在很多(duo)高新(xin)技術(shù)領(lǐng)域具有(you)廣泛的應(yīng)(ying)用價值。但(dan)受到流動(dong)性和浸潤性(xing)的影響,PDMS 不(bu)具備(bei)擠出(chu)式打(da)印的能力(li),需將其混入(ru)增強相,提高材(cai)料的屈服強度(du),才能維持復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu)的形狀(zhuang)穩(wěn)定。然(ran)而,氣相二(er)氧化硅顆粒(li)的比例會對(dui)硅膠墨水的粘(zhan)接產(chǎn)生(sheng)很大影響。
1、硅膠墨(mo)水啞鈴(ling)形試樣(yang)拉伸(shen)測試,可以用于(yu)測定試樣(yang)的拉伸(shen)強度和斷裂伸(shen)長率
2、硅膠墨水半球(qiu)形腔體壓縮測(ce)試,可以用于(yu)測定(ding)壓縮模量或(huo)壓縮強度