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技術(shù)文(wen)章
PDMS 硅膠墨水(shui)力學(xué)性能(neng)測試
光敏聚二甲基(ji)硅氧烷(PDMS)硅(gui)膠材(cai)料由高度交(jiao)聯(lián)的網(wǎng)(wang)狀結(jié)構(gòu)組成,在(zai)硅氧(yang)鍵的作用下(xia)具有(you)良好的熱穩(wěn)(wen)定性(xing)、耐輻射性、生物(wu)相容性及化學(xué)(xue)惰性(xing),被廣泛應(yīng)用(yong)于機(jī)(ji)械、醫(yī)療、化(hua)工、航(hang)空航天(tian)和生物工程等(deng)領(lǐng)域。
增材制造將數(shù)(shu)字模型作為制(zhi)造基礎(chǔ),通(tong)過材料逐(zhu)層堆(dui)積的(de)方式實現(xiàn)三維(wei)實體的直(zhi)接構(gòu)建,是(shi)一種先(xian)進(jìn)的智能(neng)制造(zao)技術(shù)。該技(ji)術(shù)基于計算(suan)機(jī)模型進(jìn)行實(shi)體建模,可實現(xiàn)(xian)制造(zao)材料的精(jing)確控(kong)制,具有復(fù)(fu)雜結(jié)(jie)構(gòu)快(kuai)速制造的(de)能力。
近年(nian),增材制(zhi)造行業(yè)迅速發(fā)(fa)展,打印精度(du)和速(su)度都得(de)到極大提(ti)高,通過增材(cai)制造(zao)方式(shi)對PDMS 材料進(jìn)行(xing)制造,將(jiang)為軟體機(jī)(ji)器人(ren)、類生命機(jī)(ji)器人和可(ke)穿戴設(shè)(she)備的發(fā)展帶(dai)來革命(ming)性進(jìn)(jin)步。文(wen)獻(xiàn)將生(sheng)物3D 打印技術(shù)與(yu)微流(liu)控芯(xin)片技術(shù)相(xiang)結(jié)合, 構(gòu)建了三(san)維結(jié)構(gòu)的器(qi)官芯片,可實(shi)現(xiàn)芯片(pian)制造工藝(yi)的簡(jian)易化(hua)和低成本化,同(tong)時滿足對復(fù)(fu)雜異(yi)質(zhì)三維微環(huán)境(jing)的精細(xì)需求(qiu)。文獻(xiàn)采用(yong)嵌入(ru)式3D 打印(yin)技術(shù)進(jìn)行(xing)了PDMS 材(cai)料的成形(xing),通過對支撐(cheng)介質(zhì)的透明度(du)、流動性(xing)及流(liu)變性進(jìn)行優(yōu)(you)化,確定了最佳(jia)打印參數(shù)(shu),制備(bei)了個(ge)性化多孔硅膠(jiao)義眼(yan), 其優(yōu)異的(de)生物相容性,為(wei)個性化義(yi)眼的性能研究(jiu)與臨(lin)床應(yīng)用(yong)奠定了基礎(chǔ)。文(wen)獻(xiàn)利(li)用氣溶膠微噴(pen)射打印工藝制(zhi)備了PDMS 材(cai)料的柔性應(yīng)變(bian)傳感器(qi),探究了PDMS 微噴(pen)射工藝參(can)數(shù)對(dui)打印寬(kuan)度的(de)影響(xiang)規(guī)律,驗(yan)證了PDMS 噴射打(da)印工藝在(zai)智能穿(chuan)戴設(shè)備方面的(de)應(yīng)用潛力。PDMS 材料(liao)在未固化狀態(tài)(tai)下具有較強(qiáng)的(de)流動(dong)和浸(jin)潤性(xing),無法采用擠(ji)出式打印工藝(yi)構(gòu)建大體(ti)積復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu), 將(jiang)PDMS和粉(fen)末材料混(hun)合制備功能(neng)材料是當(dāng)(dang)前的(de)主流方式,可(ke)極大提高打(da)印精度和結(jié)構(gòu)(gou)尺寸。文(wen)獻(xiàn)以氧化鋯(gao)和PDMS 分別作為(wei)分散相和連(lian)續(xù)相,不同分散(san)相含量(liang)的流(liu)變測試(shi)表明,配(pei)制的復(fù)合打印(yin)材料具(ju)有非牛頓流(liu)體特性,復(fù)合(he)材料中氧化(hua)鋯粉(fen)末的(de)體積分(fen)數(shù)在25%時,打(da)印材(cai)料便于擠出(chu)且成形較(jiao)好。
PDMS 作為(wei)性能優(yōu)異(yi)的柔性材料(liao), 不僅是軟體(ti)機(jī)器人主體部(bu)分的理想(xiang)材料,還在(zai)很多高新技術(shù)(shu)領(lǐng)域(yu)具有廣(guang)泛的應(yīng)用價(jia)值。但受(shou)到流動(dong)性和浸潤性(xing)的影響(xiang),PDMS 不具備擠出(chu)式打(da)印的能力(li),需將其(qi)混入增(zeng)強(qiáng)相,提高(gao)材料的屈服強(qiáng)(qiang)度,才能維持復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu)(gou)的形(xing)狀穩(wěn)(wen)定。然而,氣相(xiang)二氧(yang)化硅(gui)顆粒(li)的比(bi)例會(hui)對硅(gui)膠墨(mo)水的粘接產(chǎn)(chan)生很(hen)大影響。
1、硅膠(jiao)墨水(shui)啞鈴形試樣(yang)拉伸測試(shi),可以用于測(ce)定試樣(yang)的拉伸強(qiáng)度和(he)斷裂(lie)伸長率
2、硅膠墨水半(ban)球形腔體壓縮(suo)測試,可以(yi)用于測定(ding)壓縮模量或壓(ya)縮強(qiáng)度