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技術(shù)文章(zhang)
PDMS 硅膠墨水力學(xué)(xue)性能測(cè)(ce)試
光敏(min)聚二甲基硅氧(yang)烷(PDMS)硅膠(jiao)材料(liao)由高度交聯(lián)(lian)的網(wǎng)狀結(jié)(jie)構(gòu)組成(cheng),在硅氧鍵的作(zuo)用下具(ju)有良好的(de)熱穩(wěn)定性、耐輻(fu)射性、生(sheng)物相容(rong)性及化學(xué)(xue)惰性(xing),被廣泛應(yīng)用于(yu)機(jī)械、醫(yī)療、化(hua)工、航(hang)空航天和生物(wu)工程等領(lǐng)域。
增材制造將(jiang)數(shù)字模(mo)型作(zuo)為制造基礎(chǔ)(chu),通過材料逐(zhu)層堆積(ji)的方式實(shí)現(xiàn)三(san)維實(shí)體(ti)的直接構(gòu)建(jian),是一種先進(jìn)的(de)智能制造技術(shù)(shu)。該技術(shù)(shu)基于計(jì)算(suan)機(jī)模型進(jìn)行實(shí)(shi)體建模,可實(shí)現(xiàn)(xian)制造材(cai)料的精(jing)確控制,具有復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu)快速(su)制造的能(neng)力。
近年(nian),增材(cai)制造行(xing)業(yè)迅速發(fā)展(zhan),打印精度和速(su)度都得到(dao)極大提高(gao),通過增材(cai)制造方式(shi)對(duì)PDMS 材料進(jìn)行(xing)制造,將為軟(ruan)體機(jī)器(qi)人、類生命機(jī)器(qi)人和(he)可穿戴設(shè)備(bei)的發(fā)(fa)展帶來革命性(xing)進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將(jiang)生物(wu)3D 打印技術(shù)與(yu)微流控芯(xin)片技術(shù)相(xiang)結(jié)合, 構(gòu)建(jian)了三維結(jié)(jie)構(gòu)的器官芯(xin)片,可實(shí)(shi)現(xiàn)芯(xin)片制造(zao)工藝的簡(jiǎn)易化(hua)和低成本化,同(tong)時(shí)滿(man)足對(duì)復(fù)雜異質(zhì)(zhi)三維微環(huán)境(jing)的精細(xì)需求。文(wen)獻(xiàn)采(cai)用嵌入式3D 打(da)印技術(shù)(shu)進(jìn)行了PDMS 材料的(de)成形,通過對(duì)(dui)支撐介質(zhì)(zhi)的透明度、流(liu)動(dòng)性及流(liu)變性進(jìn)行優(yōu)化(hua),確定(ding)了最佳打(da)印參數(shù),制(zhi)備了個(gè)性化(hua)多孔(kong)硅膠義眼, 其優(yōu)(you)異的生物(wu)相容性,為(wei)個(gè)性化義眼(yan)的性(xing)能研究與臨(lin)床應(yīng)用(yong)奠定了基礎(chǔ)。文(wen)獻(xiàn)利用氣溶(rong)膠微噴(pen)射打(da)印工藝制備(bei)了PDMS 材料的柔性(xing)應(yīng)變傳感器,探(tan)究了PDMS 微噴射(she)工藝參數(shù)對(duì)打(da)印寬度的(de)影響規(guī)律,驗(yàn)(yan)證了PDMS 噴射打(da)印工(gong)藝在智能穿(chuan)戴設(shè)備方(fang)面的應(yīng)用(yong)潛力。PDMS 材料在(zai)未固化狀態(tài)(tai)下具有較強(qiáng)的(de)流動(dòng)和浸潤(run)性,無(wu)法采用擠出(chu)式打印工藝(yi)構(gòu)建(jian)大體積復(fù)(fu)雜結(jié)(jie)構(gòu), 將PDMS和粉(fen)末材料(liao)混合制備(bei)功能(neng)材料是當(dāng)前的(de)主流方(fang)式,可極(ji)大提(ti)高打印精(jing)度和結(jié)構(gòu)尺寸(cun)。文獻(xiàn)以氧化(hua)鋯和PDMS 分別作為(wei)分散相和連續(xù)(xu)相,不(bu)同分散相(xiang)含量的流(liu)變測(cè)(ce)試表明,配制(zhi)的復(fù)合(he)打印材料具有(you)非牛頓流體特(te)性,復(fù)合(he)材料(liao)中氧化(hua)鋯粉末(mo)的體(ti)積分?jǐn)?shù)在(zai)25%時(shí),打(da)印材料便于擠(ji)出且(qie)成形較(jiao)好。
PDMS 作為性能優(yōu)(you)異的柔(rou)性材料, 不僅是(shi)軟體機(jī)器人主(zhu)體部分的理(li)想材料,還在很(hen)多高新技術(shù)領(lǐng)(ling)域具有廣泛的(de)應(yīng)用(yong)價(jià)值(zhi)。但受到流動(dòng)(dong)性和(he)浸潤性的影(ying)響,PDMS 不具備擠(ji)出式打印的能(neng)力,需(xu)將其混入增(zeng)強(qiáng)相,提高材(cai)料的屈服強(qiáng)(qiang)度,才能維持復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu)(gou)的形狀穩(wěn)(wen)定。然(ran)而,氣(qi)相二氧化硅顆(ke)粒的比例會(huì)對(duì)(dui)硅膠墨水的粘(zhan)接產(chǎn)生很(hen)大影響。
1、硅膠(jiao)墨水啞鈴形(xing)試樣拉伸(shen)測(cè)試,可以用于(yu)測(cè)定(ding)試樣的(de)拉伸強(qiáng)(qiang)度和斷(duan)裂伸長(zhǎng)率(lv)
2、硅膠墨水半球(qiu)形腔(qiang)體壓縮測(cè)試(shi),可以用于測(cè)(ce)定壓縮(suo)模量或壓(ya)縮強(qiáng)(qiang)度