技術(shù)(shu)文章
Technical articles光敏聚二甲基(ji)硅氧烷(PDMS)硅(gui)膠材料由高(gao)度交聯(lián)的(de)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組(zu)成,在硅氧(yang)鍵的作用(yong)下具(ju)有良好的(de)熱穩(wěn)(wen)定性、耐輻射性(xing)、生物相容性(xing)及化(hua)學(xué)惰性,被(bei)廣泛(fan)應(yīng)用于機(jī)械(xie)、醫(yī)療、化工、航空(kong)航天和生物(wu)工程等領(lǐng)域(yu)。
增材制(zhi)造將數(shù)(shu)字模型作為制(zhi)造基礎(chǔ),通過材(cai)料逐層堆積(ji)的方(fang)式實(shí)現(xiàn)三(san)維實(shí)體的(de)直接構(gòu)建(jian),是一(yi)種先進(jìn)的(de)智能制造技術(shù)(shu)。該技(ji)術(shù)基(ji)于計(jì)算(suan)機(jī)模型進(jìn)行實(shí)(shi)體建(jian)模,可實(shí)現(xiàn)制(zhi)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(de)能力。
近年,增材(cai)制造行業(yè)(ye)迅速(su)發(fā)展,打印精(jing)度和(he)速度都(dou)得到極大提高(gao),通過增(zeng)材制造方(fang)式對(duì)PDMS 材(cai)料進(jìn)行制(zhi)造,將(jiang)為軟體機(jī)器(qi)人、類生命(ming)機(jī)器人(ren)和可穿(chuan)戴設(shè)備的發(fā)(fa)展帶(dai)來革命性進(jìn)步(bu)。文獻(xiàn)(xian)將生物(wu)3D 打印技術(shù)(shu)與微流控芯片(pian)技術(shù)相結(jié)(jie)合, 構(gòu)建了(le)三維結(jié)構(gòu)(gou)的器官芯片,可(ke)實(shí)現(xiàn)芯片(pian)制造工(gong)藝的簡(jian)易化和(he)低成本(ben)化,同時(shí)滿足(zu)對(duì)復(fù)雜(za)異質(zhì)三維(wei)微環(huán)境的(de)精細(xì)需求。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(duì)支撐介質(zhì)(zhi)的透(tou)明度、流動(dòng)(dong)性及(ji)流變(bian)性進(jìn)行優(yōu)化(hua),確定(ding)了最佳打(da)印參(can)數(shù),制備了個(gè)(ge)性化(hua)多孔硅(gui)膠義眼, 其優(yōu)異(yi)的生物相(xiang)容性(xing),為個(gè)性(xing)化義眼的(de)性能(neng)研究與臨床(chuang)應(yīng)用奠定了(le)基礎(chǔ)。文獻(xiàn)利用(yong)氣溶膠微(wei)噴射打印工藝(yi)制備了PDMS 材(cai)料的柔性(xing)應(yīng)變傳感器(qi),探究了PDMS 微噴(pen)射工藝參(can)數(shù)對(duì)打(da)印寬度的(de)影響規(guī)(gui)律,驗(yàn)證了PDMS 噴(pen)射打印工(gong)藝在智能(neng)穿戴(dai)設(shè)備方(fang)面的應(yīng)用潛力(li)。PDMS 材料(liao)在未固化(hua)狀態(tài)下具有(you)較強(qiáng)的流動(dòng)和(he)浸潤(run)性,無法(fa)采用擠出(chu)式打印工藝構(gòu)(gou)建大體(ti)積復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)(gou), 將PDMS和粉末材(cai)料混合制(zhi)備功能材(cai)料是當(dāng)前的(de)主流方式(shi),可極(ji)大提(ti)高打印精(jing)度和結(jié)(jie)構(gòu)尺(chi)寸。文(wen)獻(xiàn)以氧化鋯和(he)PDMS 分別(bie)作為分散相和(he)連續(xù)相,不同(tong)分散(san)相含(han)量的流變測(cè)(ce)試表明,配制的(de)復(fù)合(he)打印(yin)材料具(ju)有非牛頓(dun)流體(ti)特性,復(fù)合材(cai)料中氧化鋯粉(fen)末的體(ti)積分?jǐn)?shù)在(zai)25%時(shí),打(da)印材料便(bian)于擠出且成(cheng)形較好。
PDMS 作為性(xing)能優(yōu)(you)異的柔性(xing)材料, 不僅(jin)是軟(ruan)體機(jī)器人(ren)主體部分(fen)的理想材料(liao),還在很(hen)多高新技術(shù)(shu)領(lǐng)域具有廣(guang)泛的應(yīng)用價(jià)(jia)值。但受(shou)到流動(dòng)(dong)性和浸潤(run)性的(de)影響(xiang),PDMS 不具備擠出(chu)式打印的能力(li),需將(jiang)其混入增(zeng)強(qiáng)相,提高(gao)材料的(de)屈服強(qiáng)(qiang)度,才能(neng)維持復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu)的形(xing)狀穩(wěn)(wen)定。然(ran)而,氣(qi)相二(er)氧化硅顆(ke)粒的比例會(huì)(hui)對(duì)硅(gui)膠墨水的粘(zhan)接產(chǎn)生(sheng)很大影響(xiang)。
1、硅膠墨水(shui)啞鈴(ling)形試(shi)樣拉伸測(cè)(ce)試,可以用于(yu)測(cè)定試樣的拉(la)伸強(qiáng)(qiang)度和(he)斷裂(lie)伸長(zhang)率
2、硅膠墨水半球(qiu)形腔體壓縮(suo)測(cè)試,可以(yi)用于測(cè)定壓縮(suo)模量或(huo)壓縮強(qiáng)(qiang)度