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技術(shù)文章(zhang)
PDMS 硅膠墨水(shui)力學(xué)性能測試(shi)
光敏聚二(er)甲基硅氧烷(wan)(PDMS)硅膠材(cai)料由(you)高度(du)交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)(jie)構(gòu)組成(cheng),在硅氧鍵(jian)的作用下具(ju)有良好的熱穩(wěn)(wen)定性、耐輻射性(xing)、生物相容性(xing)及化學(xué)惰(duo)性,被廣(guang)泛應(yīng)用于(yu)機(jī)械、醫(yī)(yi)療、化(hua)工、航(hang)空航天(tian)和生(sheng)物工(gong)程等領(lǐng)域。
增材制造將數(shù)(shu)字模型作(zuo)為制造基(ji)礎(chǔ),通過材料逐(zhu)層堆積的方式(shi)實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體(ti)的直接構(gòu)建,是(shi)一種先進(jìn)的(de)智能制造技(ji)術(shù)。該(gai)技術(shù)(shu)基于計(jì)算(suan)機(jī)模型進(jìn)行(xing)實(shí)體建模,可(ke)實(shí)現(xiàn)制造材料(liao)的精確控制(zhi),具有復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)快速制(zhi)造的能力。
近年(nian),增材制造行業(yè)(ye)迅速(su)發(fā)展,打印精(jing)度和速度都得(de)到極大提(ti)高,通過(guo)增材(cai)制造方(fang)式對PDMS 材料進(jìn)行(xing)制造,將(jiang)為軟體(ti)機(jī)器人、類生命(ming)機(jī)器人和可(ke)穿戴設(shè)備的(de)發(fā)展帶(dai)來革(ge)命性進(jìn)步(bu)。文獻(xiàn)(xian)將生(sheng)物3D 打印(yin)技術(shù)(shu)與微(wei)流控(kong)芯片技術(shù)相(xiang)結(jié)合(he), 構(gòu)建了三維結(jié)(jie)構(gòu)的(de)器官芯(xin)片,可(ke)實(shí)現(xiàn)芯片(pian)制造工藝的(de)簡易化(hua)和低成本化(hua),同時(shí)滿足對(dui)復(fù)雜異質(zhì)(zhi)三維微(wei)環(huán)境的精細(xì)需(xu)求。文獻(xiàn)采用(yong)嵌入式3D 打(da)印技術(shù)進(jìn)行了(le)PDMS 材料的成(cheng)形,通過對支(zhi)撐介質(zhì)的(de)透明度、流動(dòng)(dong)性及流變性(xing)進(jìn)行優(yōu)化,確定(ding)了最佳打印(yin)參數(shù),制備了個(gè)(ge)性化多孔(kong)硅膠義眼(yan), 其優(yōu)異的(de)生物相(xiang)容性(xing),為個(gè)性化義眼(yan)的性能研(yan)究與臨(lin)床應(yīng)(ying)用奠(dian)定了基礎(chǔ)。文獻(xiàn)(xian)利用氣溶膠(jiao)微噴射(she)打印工(gong)藝制備了(le)PDMS 材料的柔(rou)性應(yīng)變傳(chuan)感器,探究了(le)PDMS 微噴(pen)射工藝參(can)數(shù)對打(da)印寬度的影(ying)響規(guī)(gui)律,驗(yàn)證(zheng)了PDMS 噴射打印工(gong)藝在智能穿(chuan)戴設(shè)備方面的(de)應(yīng)用潛力。PDMS 材(cai)料在未固化狀(zhuang)態(tài)下具有較強(qiáng)(qiang)的流動(dòng)和浸(jin)潤性,無(wu)法采用(yong)擠出式打(da)印工藝構(gòu)建大(da)體積復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu), 將PDMS和粉末材(cai)料混合制(zhi)備功(gong)能材(cai)料是當(dāng)前的主(zhu)流方(fang)式,可極(ji)大提高打(da)印精度(du)和結(jié)構(gòu)尺寸(cun)。文獻(xiàn)以氧化(hua)鋯和PDMS 分別作(zuo)為分散相(xiang)和連續(xù)(xu)相,不同分散相(xiang)含量的流變測(ce)試表明,配制的(de)復(fù)合(he)打印材料具有(you)非牛頓流體特(te)性,復(fù)合材料中(zhong)氧化鋯粉末(mo)的體積分?jǐn)?shù)在(zai)25%時(shí),打印(yin)材料便(bian)于擠出且成(cheng)形較好(hao)。
PDMS 作為性能優(yōu)異(yi)的柔(rou)性材料(liao), 不僅(jin)是軟體(ti)機(jī)器人主體(ti)部分的理想材(cai)料,還在很多(duo)高新技術(shù)領(lǐng)(ling)域具有(you)廣泛的應(yīng)用價(jià)(jia)值。但受到流(liu)動(dòng)性和浸潤(run)性的影響(xiang),PDMS 不具備擠(ji)出式打印(yin)的能(neng)力,需將(jiang)其混入增強(qiáng)(qiang)相,提(ti)高材料的屈(qu)服強(qiáng)度,才(cai)能維持復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)的(de)形狀(zhuang)穩(wěn)定(ding)。然而(er),氣相(xiang)二氧化(hua)硅顆粒的比(bi)例會(huì)對硅膠(jiao)墨水的粘接產(chǎn)(chan)生很大影響(xiang)。
1、硅膠墨水啞鈴(ling)形試樣(yang)拉伸(shen)測試(shi),可以用于測(ce)定試(shi)樣的(de)拉伸強(qiáng)度(du)和斷裂伸長(zhang)率
2、硅膠墨水(shui)半球形腔(qiang)體壓縮測試,可(ke)以用(yong)于測定壓縮(suo)模量或壓縮(suo)強(qiáng)度