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技術(shù)文章(zhang)
PDMS 硅膠墨水(shui)力學(xué)性能測(ce)試
光敏聚二甲基(ji)硅氧烷(wan)(PDMS)硅膠材(cai)料由(you)高度(du)交聯(lián)(lian)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組(zu)成,在硅氧(yang)鍵的作用(yong)下具有(you)良好的熱穩(wěn)(wen)定性、耐輻射性(xing)、生物相容(rong)性及(ji)化學(xué)(xue)惰性(xing),被廣(guang)泛應(yīng)(ying)用于機(jī)(ji)械、醫(yī)(yi)療、化工、航空(kong)航天和生物(wu)工程等(deng)領(lǐng)域。
增材(cai)制造將數(shù)字模(mo)型作為制(zhi)造基礎(chǔ),通過材(cai)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)(gou)建,是一(yi)種先進(jìn)的智(zhi)能制造(zao)技術(shù)。該技術(shù)基(ji)于計(jì)算機(jī)模(mo)型進(jìn)(jin)行實(shí)體(ti)建模,可實(shí)現(xiàn)制(zhi)造材料的精(jing)確控制,具(ju)有復(fù)雜結(jié)構(gòu)(gou)快速(su)制造的能力(li)。
近年(nian),增材制造行(xing)業(yè)迅速發(fā)展,打(da)印精度和(he)速度(du)都得到極(ji)大提(ti)高,通過增(zeng)材制造(zao)方式對(dui)PDMS 材料進(jìn)行制(zhi)造,將為軟體機(jī)(ji)器人(ren)、類生命機(jī)(ji)器人和可穿戴(dai)設(shè)備(bei)的發(fā)展帶來革(ge)命性進(jìn)步(bu)。文獻(xiàn)將生物(wu)3D 打印技術(shù)(shu)與微流控芯片(pian)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(pian),可實(shí)(shi)現(xiàn)芯(xin)片制造(zao)工藝的簡易化(hua)和低成本化,同(tong)時滿足對(dui)復(fù)雜異質(zhì)三(san)維微環(huán)境的(de)精細(xì)需求。文(wen)獻(xiàn)采用(yong)嵌入式3D 打(da)印技術(shù)進(jìn)行(xing)了PDMS 材(cai)料的(de)成形,通過對(dui)支撐介(jie)質(zhì)的透(tou)明度、流(liu)動性及流(liu)變性進(jìn)行優(yōu)化(hua),確定了最(zui)佳打印(yin)參數(shù),制備了(le)個性化多孔(kong)硅膠義眼(yan), 其優(yōu)異的生物(wu)相容性(xing),為個性化義眼(yan)的性能(neng)研究與(yu)臨床(chuang)應(yīng)用奠定(ding)了基礎(chǔ)(chu)。文獻(xiàn)利(li)用氣溶膠(jiao)微噴射打印工(gong)藝制(zhi)備了PDMS 材料的柔(rou)性應(yīng)(ying)變傳感器,探究(jiu)了PDMS 微噴射(she)工藝參數(shù)對打(da)印寬度的(de)影響規(guī)律(lv),驗(yàn)證了PDMS 噴(pen)射打印工藝(yi)在智能穿(chuan)戴設(shè)備方面的(de)應(yīng)用潛力(li)。PDMS 材料在未固(gu)化狀態(tài)下(xia)具有較強(qiáng)的流(liu)動和浸(jin)潤性,無法采(cai)用擠出式打印(yin)工藝構(gòu)建(jian)大體積復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu), 將PDMS和粉末(mo)材料(liao)混合制備功(gong)能材(cai)料是當(dāng)前(qian)的主流方(fang)式,可極大提高(gao)打印精度(du)和結(jié)構(gòu)尺寸。文(wen)獻(xiàn)以(yi)氧化鋯和PDMS 分(fen)別作為分散(san)相和連續(xù)相,不(bu)同分散(san)相含量的流(liu)變測試表明(ming),配制的(de)復(fù)合打(da)印材料具有(you)非牛頓(dun)流體(ti)特性,復(fù)合材(cai)料中氧化(hua)鋯粉(fen)末的(de)體積分?jǐn)?shù)在25%時(shi),打印材(cai)料便于(yu)擠出且(qie)成形較好。
PDMS 作為(wei)性能(neng)優(yōu)異的柔性材(cai)料, 不僅是(shi)軟體機(jī)(ji)器人主體(ti)部分的理想(xiang)材料,還在很多(duo)高新(xin)技術(shù)領(lǐng)域(yu)具有廣(guang)泛的應(yīng)(ying)用價(jia)值。但受到(dao)流動性(xing)和浸潤性的影(ying)響,PDMS 不具備擠出(chu)式打印(yin)的能(neng)力,需將其混(hun)入增強(qiáng)相,提高(gao)材料的屈(qu)服強(qiáng)度,才能維(wei)持復(fù)雜結(jié)構(gòu)(gou)的形狀穩(wěn)(wen)定。然(ran)而,氣(qi)相二氧化硅(gui)顆粒的比(bi)例會對(dui)硅膠墨水的粘(zhan)接產(chǎn)生很大(da)影響。
1、硅膠墨水啞(ya)鈴形試樣拉(la)伸測試,可以用(yong)于測定試樣(yang)的拉(la)伸強(qiáng)度和(he)斷裂伸長(zhang)率
2、硅膠(jiao)墨水半(ban)球形腔體(ti)壓縮測(ce)試,可(ke)以用于測(ce)定壓(ya)縮模量或壓(ya)縮強(qiáng)度