技術(shù)文章
Technical articles光敏聚二甲基(ji)硅氧(yang)烷(PDMS)硅膠材料(liao)由高度交(jiao)聯(lián)的網(wǎng)狀(zhuang)結(jié)構(gòu)組成(cheng),在硅(gui)氧鍵(jian)的作用下具(ju)有良好(hao)的熱(re)穩(wěn)定性(xing)、耐輻射性(xing)、生物相容性(xing)及化學(xué)(xue)惰性,被廣(guang)泛應(yīng)用于機(jī)械(xie)、醫(yī)療、化工、航(hang)空航天(tian)和生物(wu)工程等領(lǐng)(ling)域。
增材(cai)制造將數(shù)字(zi)模型作(zuo)為制(zhi)造基礎(chǔ),通過(guò)(guo)材料逐層堆積(ji)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(zhi)造技術(shù)。該(gai)技術(shù)(shu)基于計(jì)算機(jī)模(mo)型進(jìn)行實(shí)體建(jian)模,可實(shí)(shi)現(xiàn)制造(zao)材料的精(jing)確控制,具(ju)有復(fù)雜結(jié)構(gòu)(gou)快速制(zhi)造的(de)能力(li)。
近年,增(zeng)材制造(zao)行業(yè)迅(xun)速發(fā)(fa)展,打(da)印精度和(he)速度(du)都得到極大提(ti)高,通過(guò)(guo)增材制造(zao)方式對(duì)PDMS 材料(liao)進(jìn)行制造,將為(wei)軟體機(jī)器(qi)人、類(lèi)(lei)生命機(jī)器人(ren)和可(ke)穿戴設(shè)備的發(fā)(fa)展帶來(lái)革命(ming)性進(jìn)步(bu)。文獻(xiàn)(xian)將生物3D 打印技(ji)術(shù)與微(wei)流控芯片技術(shù)(shu)相結(jié)合, 構(gòu)建了(le)三維結(jié)構(gòu)的(de)器官芯片,可(ke)實(shí)現(xiàn)芯片制(zhi)造工藝的簡(jiǎn)易(yi)化和(he)低成本(ben)化,同(tong)時(shí)滿(mǎn)足對(duì)(dui)復(fù)雜異質(zhì)三維(wei)微環(huán)(huan)境的精細(xì)(xi)需求。文獻(xiàn)(xian)采用嵌入式(shi)3D 打印技術(shù)(shu)進(jìn)行了PDMS 材料(liao)的成形(xing),通過(guò)對(duì)支(zhi)撐介質(zhì)的透(tou)明度、流動(dòng)性(xing)及流變性進(jìn)(jin)行優(yōu)化(hua),確定了最佳(jia)打印參數(shù)(shu),制備了(le)個(gè)性(xing)化多孔硅膠義(yi)眼, 其優(yōu)異(yi)的生物相容(rong)性,為個(gè)性化義(yi)眼的性能研究(jiu)與臨(lin)床應(yīng)用奠(dian)定了基(ji)礎(chǔ)。文獻(xiàn)利用(yong)氣溶膠(jiao)微噴(pen)射打印工藝制(zhi)備了PDMS 材料的柔(rou)性應(yīng)變傳(chuan)感器,探究了PDMS 微(wei)噴射工藝參(can)數(shù)對(duì)(dui)打印寬度(du)的影響規(guī)律(lv),驗(yàn)證(zheng)了PDMS 噴射打印(yin)工藝在智能穿(chuan)戴設(shè)備方(fang)面的應(yīng)用潛(qian)力。PDMS 材料(liao)在未固化狀(zhuang)態(tài)下具(ju)有較強(qiáng)(qiang)的流(liu)動(dòng)和浸潤(rùn)(run)性,無(wú)法采(cai)用擠出式打印(yin)工藝構(gòu)建(jian)大體積復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu), 將(jiang)PDMS和粉末材料混(hun)合制備功能材(cai)料是當(dāng)前(qian)的主流方式(shi),可極大提高打(da)印精度(du)和結(jié)構(gòu)尺(chi)寸。文獻(xiàn)以氧(yang)化鋯和PDMS 分別作(zuo)為分散相和(he)連續(xù)相,不同(tong)分散相含(han)量的流變測(cè)(ce)試表明,配制(zhi)的復(fù)合打(da)印材料(liao)具有非(fei)牛頓流體(ti)特性,復(fù)合(he)材料中氧化鋯(gao)粉末(mo)的體(ti)積分?jǐn)?shù)在25%時(shí),打(da)印材料便(bian)于擠出且成形(xing)較好。
PDMS 作為性能(neng)優(yōu)異的柔性材(cai)料, 不僅是軟(ruan)體機(jī)器人主(zhu)體部分的理(li)想材料,還(hai)在很(hen)多高新技術(shù)領(lǐng)(ling)域具有廣泛(fan)的應(yīng)用價(jià)值(zhi)。但受到流動(dòng)性(xing)和浸(jin)潤(rùn)性(xing)的影響,PDMS 不具備(bei)擠出(chu)式打印的(de)能力,需將其混(hun)入增強(qiáng)相(xiang),提高材料的(de)屈服(fu)強(qiáng)度,才能維(wei)持復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)的形(xing)狀穩(wěn)(wen)定。然而,氣(qi)相二氧化硅顆(ke)粒的比例會(huì)對(duì)(dui)硅膠墨水的(de)粘接產(chǎn)(chan)生很大影響(xiang)。
1、硅膠(jiao)墨水啞鈴(ling)形試樣拉伸測(cè)(ce)試,可以用(yong)于測(cè)定試(shi)樣的拉(la)伸強(qiáng)度和(he)斷裂伸長(zhǎng)率
2、硅膠(jiao)墨水(shui)半球(qiu)形腔體壓縮(suo)測(cè)試,可以(yi)用于測(cè)定壓縮(suo)模量或壓縮(suo)強(qiáng)度