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技術(shù)文章(zhang)
PDMS 硅膠墨水(shui)力學(xué)性能測(ce)試
光敏聚(ju)二甲基硅(gui)氧烷(PDMS)硅(gui)膠材料由(you)高度(du)交聯(lián)的(de)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(gou)組成,在硅(gui)氧鍵的作(zuo)用下具有良好(hao)的熱穩(wěn)定性、耐(nai)輻射性、生物相(xiang)容性及化學(xué)惰(duo)性,被廣泛應(yīng)用(yong)于機(jī)械、醫(yī)(yi)療、化工、航空航(hang)天和生物工(gong)程等領(lǐng)域。
增材制造將(jiang)數(shù)字模型(xing)作為(wei)制造基(ji)礎(chǔ),通過材(cai)料逐層堆積的(de)方式實(shí)(shi)現(xiàn)三(san)維實(shí)體(ti)的直接(jie)構(gòu)建,是一種(zhong)先進(jìn)的智能(neng)制造技術(shù)。該(gai)技術(shù)基(ji)于計(jì)(ji)算機(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)構(gòu)快(kuai)速制造的能(neng)力。
近年,增材制造(zao)行業(yè)迅速(su)發(fā)展,打印精(jing)度和(he)速度(du)都得到極(ji)大提高(gao),通過增(zeng)材制造方(fang)式對PDMS 材料(liao)進(jìn)行制造,將為(wei)軟體機(jī)(ji)器人、類生(sheng)命機(jī)器人和可(ke)穿戴設(shè)(she)備的發(fā)展帶(dai)來革命性(xing)進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將生物3D 打印(yin)技術(shù)(shu)與微流控芯(xin)片技術(shù)相(xiang)結(jié)合, 構(gòu)建(jian)了三維結(jié)構(gòu)(gou)的器官芯片,可(ke)實(shí)現(xiàn)(xian)芯片制造(zao)工藝的簡易(yi)化和低成(cheng)本化,同時(shi)滿足對(dui)復(fù)雜異質(zhì)三(san)維微環(huán)境的(de)精細(xì)需求。文獻(xiàn)(xian)采用嵌入式(shi)3D 打印技術(shù)進(jìn)行(xing)了PDMS 材(cai)料的成形,通(tong)過對(dui)支撐介質(zhì)的透(tou)明度、流動性(xing)及流(liu)變性進(jìn)行優(yōu)(you)化,確(que)定了最(zui)佳打印參數(shù),制(zhi)備了(le)個性化多孔硅(gui)膠義眼, 其優(yōu)(you)異的生(sheng)物相容性,為(wei)個性化義眼(yan)的性能研究與(yu)臨床應(yīng)用奠(dian)定了基礎(chǔ)。文(wen)獻(xiàn)利(li)用氣溶膠(jiao)微噴射打(da)印工(gong)藝制備了PDMS 材料(liao)的柔性(xing)應(yīng)變(bian)傳感器(qi),探究了(le)PDMS 微噴(pen)射工(gong)藝參數(shù)(shu)對打印寬(kuan)度的影(ying)響規(guī)律,驗(yàn)證(zheng)了PDMS 噴(pen)射打(da)印工藝在智(zhi)能穿戴設(shè)備(bei)方面的應(yīng)(ying)用潛力。PDMS 材(cai)料在(zai)未固(gu)化狀態(tài)下具(ju)有較強(qiáng)(qiang)的流動和浸(jin)潤性(xing),無法采用擠(ji)出式打印工(gong)藝構(gòu)建大(da)體積復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu)(gou), 將PDMS和粉末材料(liao)混合制(zhi)備功能材料(liao)是當(dāng)前的(de)主流方式,可(ke)極大提高打印(yin)精度(du)和結(jié)構(gòu)尺寸。文(wen)獻(xiàn)以氧化(hua)鋯和PDMS 分別(bie)作為(wei)分散(san)相和連續(xù)相,不(bu)同分散相含(han)量的流變測試(shi)表明,配制的(de)復(fù)合打印材(cai)料具有(you)非牛頓流體(ti)特性,復(fù)合(he)材料中(zhong)氧化鋯(gao)粉末的體積分(fen)數(shù)在25%時,打(da)印材料便(bian)于擠出(chu)且成形較好。
PDMS 作為性能(neng)優(yōu)異的柔(rou)性材料, 不僅(jin)是軟體(ti)機(jī)器(qi)人主體(ti)部分的(de)理想材料,還在(zai)很多高新技(ji)術(shù)領(lǐng)域具有廣(guang)泛的應(yīng)用價(jia)值。但受(shou)到流動性(xing)和浸潤(run)性的影響,PDMS 不具(ju)備擠出式打(da)印的能力,需(xu)將其(qi)混入增強(qiáng)相,提(ti)高材料的屈(qu)服強(qiáng)度,才能(neng)維持復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)的形狀(zhuang)穩(wěn)定。然而(er),氣相二氧化硅(gui)顆粒的比例(li)會對(dui)硅膠(jiao)墨水(shui)的粘接(jie)產(chǎn)生很(hen)大影響(xiang)。
1、硅膠(jiao)墨水啞鈴形(xing)試樣拉伸測(ce)試,可以用于(yu)測定試(shi)樣的(de)拉伸強(qiáng)度(du)和斷裂伸(shen)長率
2、硅膠墨水半(ban)球形腔體壓(ya)縮測試,可以用(yong)于測定壓縮(suo)模量或壓縮(suo)強(qiáng)度