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技術(shù)文章(zhang)
PDMS 硅膠墨水力(li)學(xué)性能測(cè)試(shi)
光敏聚(ju)二甲基硅氧烷(wan)(PDMS)硅膠(jiao)材料(liao)由高度交(jiao)聯(lián)的網(wǎng)(wang)狀結(jié)構(gòu)組成(cheng),在硅氧鍵(jian)的作用下具(ju)有良好(hao)的熱穩(wěn)定性(xing)、耐輻射性、生(sheng)物相容(rong)性及化(hua)學(xué)惰性,被廣泛(fan)應(yīng)用(yong)于機(jī)械(xie)、醫(yī)療(liao)、化工、航空航(hang)天和(he)生物工(gong)程等(deng)領(lǐng)域(yu)。
增材制(zhi)造將數(shù)字模(mo)型作(zuo)為制(zhi)造基(ji)礎(chǔ),通過(guò)材料逐(zhu)層堆積的方式(shi)實(shí)現(xiàn)(xian)三維實(shí)體的直(zhi)接構(gòu)建(jian),是一種先進(jìn)(jin)的智能(neng)制造技術(shù)。該(gai)技術(shù)基于(yu)計(jì)算(suan)機(jī)模型(xing)進(jìn)行實(shí)體建(jian)模,可實(shí)現(xiàn)(xian)制造材料的精(jing)確控制,具有復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu)快速制(zhi)造的(de)能力。
近年,增材制(zhi)造行業(yè)迅速(su)發(fā)展,打印精度(du)和速(su)度都(dou)得到(dao)極大提高,通過(guò)(guo)增材制造方(fang)式對(duì)(dui)PDMS 材料進(jìn)行(xing)制造,將(jiang)為軟體機(jī)器人(ren)、類生命(ming)機(jī)器人和可(ke)穿戴設(shè)(she)備的發(fā)展帶(dai)來(lái)革命(ming)性進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將(jiang)生物3D 打印技術(shù)(shu)與微流控芯片(pian)技術(shù)相結(jié)合, 構(gòu)(gou)建了三維結(jié)(jie)構(gòu)的(de)器官芯片,可實(shí)(shi)現(xiàn)芯片(pian)制造工藝(yi)的簡(jiǎn)易化和(he)低成本化,同時(shí)(shi)滿足對(duì)(dui)復(fù)雜異質(zhì)三維(wei)微環(huán)境的精細(xì)(xi)需求(qiu)。文獻(xiàn)(xian)采用嵌入式3D 打(da)印技術(shù)進(jìn)行(xing)了PDMS 材(cai)料的成形,通過(guò)(guo)對(duì)支撐介質(zhì)(zhi)的透明度(du)、流動(dòng)(dong)性及流(liu)變性進(jìn)行優(yōu)化(hua),確定(ding)了最佳打印(yin)參數(shù),制備了(le)個(gè)性(xing)化多孔硅膠(jiao)義眼, 其優(yōu)異的(de)生物相容性(xing),為個(gè)性化義眼(yan)的性能(neng)研究與臨床(chuang)應(yīng)用奠定了(le)基礎(chǔ)。文(wen)獻(xiàn)利用氣(qi)溶膠(jiao)微噴射(she)打印工藝制備(bei)了PDMS 材料(liao)的柔性應(yīng)變(bian)傳感器,探究了(le)PDMS 微噴射工藝(yi)參數(shù)對(duì)打印寬(kuan)度的影響規(guī)(gui)律,驗(yàn)證了PDMS 噴射(she)打印(yin)工藝在(zai)智能穿戴設(shè)備(bei)方面的應(yīng)用(yong)潛力。PDMS 材料在(zai)未固化(hua)狀態(tài)(tai)下具有較強(qiáng)(qiang)的流動(dòng)(dong)和浸(jin)潤(rùn)性,無(wú)法(fa)采用擠出式打(da)印工(gong)藝構(gòu)建大體積(ji)復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu), 將PDMS和(he)粉末材料混合(he)制備功能(neng)材料是當(dāng)(dang)前的主流方式(shi),可極(ji)大提(ti)高打印(yin)精度(du)和結(jié)構(gòu)尺寸(cun)。文獻(xiàn)以氧(yang)化鋯和PDMS 分(fen)別作為(wei)分散相和連續(xù)(xu)相,不同分(fen)散相含量(liang)的流(liu)變測(cè)試表明,配(pei)制的(de)復(fù)合打(da)印材料(liao)具有非(fei)牛頓(dun)流體特性,復(fù)(fu)合材料中氧化(hua)鋯粉末的(de)體積分?jǐn)?shù)(shu)在25%時(shí),打印(yin)材料(liao)便于擠出且成(cheng)形較好。
PDMS 作為性能優(yōu)異(yi)的柔(rou)性材料(liao), 不僅(jin)是軟體機(jī)器(qi)人主體部分的(de)理想材料(liao),還在很多高(gao)新技術(shù)(shu)領(lǐng)域具有廣泛(fan)的應(yīng)用價(jià)(jia)值。但(dan)受到(dao)流動(dòng)性和浸(jin)潤(rùn)性的影(ying)響,PDMS 不具備(bei)擠出式打(da)印的能(neng)力,需(xu)將其混入增強(qiáng)(qiang)相,提高材料的(de)屈服強(qiáng)(qiang)度,才能維(wei)持復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu)(gou)的形(xing)狀穩(wěn)(wen)定。然(ran)而,氣相二(er)氧化硅顆粒(li)的比例會(huì)對(duì)硅(gui)膠墨水的粘接(jie)產(chǎn)生很大(da)影響。
1、硅膠墨水啞(ya)鈴形試(shi)樣拉伸測(cè)試,可(ke)以用于測(cè)(ce)定試樣的拉(la)伸強(qiáng)度和(he)斷裂伸長(zhǎng)(zhang)率
2、硅膠(jiao)墨水半(ban)球形腔(qiang)體壓縮測(cè)試(shi),可以(yi)用于測(cè)定(ding)壓縮(suo)模量或(huo)壓縮(suo)強(qiáng)度(du)