技術(shù)文章(zhang)
Technical articles光敏聚(ju)二甲基(ji)硅氧烷(PDMS)硅膠材(cai)料由(you)高度交聯(lián)(lian)的網(wǎng)狀結(jié)(jie)構(gòu)組成,在硅(gui)氧鍵(jian)的作用下具有(you)良好(hao)的熱(re)穩(wěn)定性、耐輻射(she)性、生物相容(rong)性及化學(xué)惰(duo)性,被廣(guang)泛應(yīng)(ying)用于機(jī)械(xie)、醫(yī)療、化工(gong)、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)作為制造基(ji)礎(chǔ),通過(guo)材料逐層(ceng)堆積的(de)方式(shi)實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體(ti)的直接構(gòu)建(jian),是一種先進(jìn)(jin)的智能(neng)制造技術(shù)。該(gai)技術(shù)基于(yu)計(jì)算機(jī)模型(xing)進(jìn)行(xing)實(shí)體建(jian)模,可實(shí)現(xiàn)制(zhi)造材料(liao)的精確(que)控制,具(ju)有復(fù)雜結(jié)構(gòu)(gou)快速制造(zao)的能力。
近年,增材制(zhi)造行業(yè)(ye)迅速發(fā)展(zhan),打印精(jing)度和速度都(dou)得到極大提高(gao),通過(guo)增材制(zhi)造方式(shi)對(duì)PDMS 材料進(jìn)行制(zhi)造,將(jiang)為軟體機(jī)器人(ren)、類生命機(jī)(ji)器人和可穿(chuan)戴設(shè)備的發(fā)(fa)展帶來革(ge)命性進(jìn)步。文獻(xiàn)(xian)將生物3D 打(da)印技(ji)術(shù)與微流(liu)控芯片技術(shù)(shu)相結(jié)(jie)合, 構(gòu)(gou)建了三維結(jié)構(gòu)(gou)的器官芯片,可(ke)實(shí)現(xiàn)(xian)芯片制造工藝(yi)的簡(jiǎn)易化和(he)低成本化,同(tong)時(shí)滿足對(duì)復(fù)(fu)雜異(yi)質(zhì)三維(wei)微環(huán)境的精細(xì)(xi)需求。文(wen)獻(xiàn)采(cai)用嵌入式3D 打(da)印技術(shù)進(jìn)行了(le)PDMS 材料的成形,通(tong)過對(duì)支撐介(jie)質(zhì)的透明度、流(liu)動(dòng)性及(ji)流變(bian)性進(jìn)行優(yōu)(you)化,確定了最佳(jia)打印參數(shù),制(zhi)備了個(gè)性化多(duo)孔硅膠(jiao)義眼, 其優(yōu)異的(de)生物相容性,為(wei)個(gè)性化義眼的(de)性能研究(jiu)與臨床應(yīng)用(yong)奠定了(le)基礎(chǔ)。文獻(xiàn)利(li)用氣(qi)溶膠微噴射(she)打印(yin)工藝制(zhi)備了(le)PDMS 材料的柔性應(yīng)(ying)變傳感(gan)器,探究了(le)PDMS 微噴射工藝(yi)參數(shù)對(duì)打印(yin)寬度(du)的影響(xiang)規(guī)律(lv),驗(yàn)證了PDMS 噴(pen)射打印工藝(yi)在智能穿戴設(shè)(she)備方面的應(yīng)(ying)用潛(qian)力。PDMS 材料在未(wei)固化狀(zhuang)態(tài)下具有較強(qiáng)(qiang)的流(liu)動(dòng)和(he)浸潤(run)性,無法采用(yong)擠出式打印工(gong)藝構(gòu)建大(da)體積復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu), 將(jiang)PDMS和粉末(mo)材料混合(he)制備(bei)功能材料是(shi)當(dāng)前的主流方(fang)式,可極大提(ti)高打(da)印精度和結(jié)(jie)構(gòu)尺寸。文(wen)獻(xiàn)以氧化鋯(gao)和PDMS 分別作(zuo)為分散相(xiang)和連續(xù)相(xiang),不同(tong)分散相含量(liang)的流變測(cè)(ce)試表(biao)明,配制(zhi)的復(fù)合打(da)印材料具有(you)非牛頓流(liu)體特性,復(fù)合材(cai)料中氧化鋯粉(fen)末的(de)體積分(fen)數(shù)在25%時(shí),打(da)印材料便于擠(ji)出且成形較好(hao)。
PDMS 作為性能優(yōu)異(yi)的柔性材(cai)料, 不僅是軟體(ti)機(jī)器人主體(ti)部分的理想材(cai)料,還在很多(duo)高新技(ji)術(shù)領(lǐng)域具有廣(guang)泛的(de)應(yīng)用(yong)價(jià)值。但(dan)受到流動(dòng)性(xing)和浸潤性的(de)影響,PDMS 不(bu)具備(bei)擠出式(shi)打印的能(neng)力,需將其混(hun)入增強(qiáng)相(xiang),提高(gao)材料的屈服(fu)強(qiáng)度(du),才能維持復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu)(gou)的形狀穩(wěn)(wen)定。然(ran)而,氣相(xiang)二氧化硅顆粒(li)的比例會(huì)(hui)對(duì)硅膠墨(mo)水的粘接產(chǎn)生(sheng)很大影響。
1、硅膠墨(mo)水啞鈴形試樣(yang)拉伸測(cè)(ce)試,可以用(yong)于測(cè)(ce)定試樣的拉伸(shen)強(qiáng)度和斷(duan)裂伸長(zhǎng)率
2、硅膠墨水半(ban)球形腔體壓(ya)縮測(cè)試,可(ke)以用于測(cè)定(ding)壓縮模量或(huo)壓縮強(qiáng)度