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PDMS 硅膠(jiao)墨水力學(xue)性能測(ce)試
光敏聚二甲基(ji)硅氧烷(wan)(PDMS)硅膠材料由高(gao)度交聯(lián)的(de)網(wǎng)狀(zhuang)結構組成,在(zai)硅氧鍵(jian)的作(zuo)用下具有(you)良好的熱(re)穩(wěn)定性、耐輻射(she)性、生物(wu)相容(rong)性及(ji)化學惰性,被廣(guang)泛應用(yong)于機械、醫(yī)療(liao)、化工(gong)、航空航(hang)天和(he)生物工程等領(ling)域。
增材(cai)制造將數(shù)字模(mo)型作為制造(zao)基礎,通(tong)過材料逐(zhu)層堆(dui)積的方式實現(xiàn)(xian)三維實體的直(zhi)接構建(jian),是一種(zhong)先進(jin)的智(zhi)能制造技術。該(gai)技術基于計算(suan)機模型進行(xing)實體建模(mo),可實(shi)現(xiàn)制造材(cai)料的精確控制(zhi),具有(you)復雜結構快速(su)制造的能力(li)。
近年,增材(cai)制造(zao)行業(yè)迅速發(fā)展(zhan),打印精度和(he)速度都得到(dao)極大提高,通過(guo)增材制(zhi)造方式(shi)對PDMS 材料進(jin)行制(zhi)造,將(jiang)為軟體機器人(ren)、類生命(ming)機器(qi)人和可(ke)穿戴設(she)備的(de)發(fā)展帶來(lai)革命性進(jin)步。文獻將生物(wu)3D 打印技術與微(wei)流控芯片技術(shu)相結合, 構建(jian)了三維(wei)結構(gou)的器官(guan)芯片,可實現(xiàn)(xian)芯片制造工藝(yi)的簡易化和(he)低成本化,同時(shi)滿足對復雜異(yi)質三維微環(huán)境(jing)的精細(xi)需求。文獻(xian)采用嵌(qian)入式3D 打(da)印技術進(jin)行了PDMS 材料(liao)的成形,通(tong)過對支(zhi)撐介質的透(tou)明度、流(liu)動性(xing)及流變(bian)性進(jin)行優(yōu)化,確(que)定了最佳打印(yin)參數(shù),制備(bei)了個性化(hua)多孔(kong)硅膠義(yi)眼, 其優(yōu)(you)異的生(sheng)物相容性,為(wei)個性(xing)化義眼(yan)的性能研究與(yu)臨床應(ying)用奠定了基礎(chu)。文獻(xian)利用氣溶膠微(wei)噴射打印工藝(yi)制備了PDMS 材料的(de)柔性(xing)應變傳感器(qi),探究了PDMS 微(wei)噴射工(gong)藝參(can)數(shù)對打印寬(kuan)度的影響(xiang)規(guī)律,驗證(zheng)了PDMS 噴(pen)射打(da)印工藝在(zai)智能穿戴(dai)設備方(fang)面的(de)應用潛(qian)力。PDMS 材料在(zai)未固化狀(zhuang)態(tài)下具有(you)較強(qiang)的流(liu)動和浸潤性(xing),無法采用擠(ji)出式打印工藝(yi)構建大體積復(fu)雜結構, 將PDMS和(he)粉末(mo)材料混(hun)合制備功(gong)能材料是(shi)當前的主(zhu)流方(fang)式,可(ke)極大提高打印(yin)精度和(he)結構尺寸(cun)。文獻以(yi)氧化鋯和PDMS 分別(bie)作為(wei)分散相(xiang)和連續(xù)相(xiang),不同分散相含(han)量的流變(bian)測試表明(ming),配制的復(fu)合打(da)印材料具有(you)非牛(niu)頓流(liu)體特(te)性,復合(he)材料中氧(yang)化鋯粉末的(de)體積分數(shù)(shu)在25%時,打印材(cai)料便于擠出(chu)且成形(xing)較好。
PDMS 作為(wei)性能優(yōu)異(yi)的柔(rou)性材(cai)料, 不僅是(shi)軟體機器人主(zhu)體部分的(de)理想(xiang)材料,還在(zai)很多高新(xin)技術(shu)領域具有廣(guang)泛的應用(yong)價值。但受(shou)到流動(dong)性和浸潤性的(de)影響,PDMS 不具備(bei)擠出(chu)式打印的能力(li),需將其(qi)混入增強(qiang)相,提高材料的(de)屈服(fu)強度(du),才能維(wei)持復(fu)雜結構的形(xing)狀穩(wěn)定。然而,氣(qi)相二氧(yang)化硅顆粒(li)的比例(li)會對硅膠(jiao)墨水的粘(zhan)接產生(sheng)很大影響。
1、硅膠墨水啞(ya)鈴形試樣拉伸(shen)測試,可(ke)以用于測定(ding)試樣的拉伸強(qiang)度和斷裂伸長(zhang)率
2、硅膠墨水半球(qiu)形腔體(ti)壓縮測(ce)試,可以用于(yu)測定壓(ya)縮模(mo)量或壓縮(suo)強度(du)