技術(shù)文章(zhang)
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技術(shù)文章(zhang)
PDMS 硅膠墨(mo)水力學(xué)(xue)性能測(cè)試
光敏(min)聚二甲基硅(gui)氧烷(PDMS)硅膠材料(liao)由高度交(jiao)聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(gou)組成,在硅氧(yang)鍵的作用(yong)下具有(you)良好(hao)的熱穩(wěn)定性、耐(nai)輻射性、生(sheng)物相容性及(ji)化學(xué)惰性(xing),被廣(guang)泛應(yīng)用于機(jī)(ji)械、醫(yī)療、化工(gong)、航空航天(tian)和生物工程(cheng)等領(lǐng)域。
增材制造將(jiang)數(shù)字(zi)模型作(zuo)為制造基礎(chǔ)(chu),通過(guo)材料逐(zhu)層堆積的方式(shi)實(shí)現(xiàn)三維實(shí)(shi)體的直接構(gòu)(gou)建,是一種(zhong)先進(jìn)的智(zhi)能制造技術(shù)(shu)。該技(ji)術(shù)基于計(jì)(ji)算機(jī)模型(xing)進(jìn)行實(shí)(shi)體建模,可(ke)實(shí)現(xiàn)制造材料(liao)的精確控制,具(ju)有復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)快速(su)制造(zao)的能力。
近年(nian),增材(cai)制造(zao)行業(yè)迅速發(fā)(fa)展,打印精度(du)和速度都得(de)到極大提高(gao),通過增材制造(zao)方式對(duì)(dui)PDMS 材料進(jìn)行制(zhi)造,將(jiang)為軟體機(jī)(ji)器人、類(lei)生命機(jī)(ji)器人(ren)和可(ke)穿戴設(shè)備(bei)的發(fā)展帶來(lai)革命性進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將(jiang)生物3D 打(da)印技術(shù)與微流(liu)控芯片(pian)技術(shù)(shu)相結(jié)合, 構(gòu)(gou)建了(le)三維結(jié)構(gòu)的器(qi)官芯片(pian),可實(shí)現(xiàn)(xian)芯片制(zhi)造工藝的簡(jiǎn)(jian)易化和(he)低成(cheng)本化,同(tong)時(shí)滿足對(duì)復(fù)(fu)雜異質(zhì)三維微(wei)環(huán)境的精細(xì)(xi)需求。文獻(xiàn)(xian)采用嵌(qian)入式3D 打印(yin)技術(shù)進(jìn)行了PDMS 材(cai)料的成形(xing),通過對(duì)支撐(cheng)介質(zhì)的透明(ming)度、流動(dòng)(dong)性及流變性進(jìn)(jin)行優(yōu)化,確(que)定了最(zui)佳打印參數(shù),制(zhi)備了個(gè)性(xing)化多孔硅(gui)膠義(yi)眼, 其優(yōu)異的生(sheng)物相容性,為個(gè)(ge)性化(hua)義眼(yan)的性能研究(jiu)與臨床應(yīng)(ying)用奠(dian)定了基礎(chǔ)(chu)。文獻(xiàn)利(li)用氣溶膠微噴(pen)射打印(yin)工藝制備了PDMS 材(cai)料的(de)柔性應(yīng)變傳感(gan)器,探究了PDMS 微噴(pen)射工藝參數(shù)對(duì)(dui)打印寬度的影(ying)響規(guī)律,驗(yàn)證(zheng)了PDMS 噴(pen)射打印工藝(yi)在智(zhi)能穿戴(dai)設(shè)備方(fang)面的應(yīng)用(yong)潛力。PDMS 材料在(zai)未固化狀態(tài)下(xia)具有較強(qiáng)的流(liu)動(dòng)和浸潤(rùn)性(xing),無法采用擠(ji)出式打印(yin)工藝構(gòu)建大體(ti)積復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)(gou), 將PDMS和粉末(mo)材料混合制(zhi)備功能材(cai)料是當(dāng)前的(de)主流方式,可極(ji)大提高(gao)打印精(jing)度和(he)結(jié)構(gòu)尺寸(cun)。文獻(xiàn)以氧化鋯(gao)和PDMS 分別作為(wei)分散(san)相和連續(xù)相,不(bu)同分(fen)散相含量(liang)的流(liu)變測(cè)試表明,配(pei)制的復(fù)合(he)打印(yin)材料具有非牛(niu)頓流體特(te)性,復(fù)合(he)材料中氧(yang)化鋯粉末(mo)的體積分?jǐn)?shù)(shu)在25%時(shí),打(da)印材(cai)料便于擠(ji)出且成形(xing)較好。
PDMS 作為性能優(yōu)(you)異的柔性(xing)材料, 不僅(jin)是軟體(ti)機(jī)器人主(zhu)體部分的理(li)想材料(liao),還在很多高(gao)新技術(shù)領(lǐng)域具(ju)有廣泛(fan)的應(yīng)用價(jià)值。但(dan)受到流動(dòng)(dong)性和浸潤(rùn)性的(de)影響,PDMS 不具(ju)備擠出式(shi)打印的能(neng)力,需將其混入(ru)增強(qiáng)相(xiang),提高材料的(de)屈服(fu)強(qiáng)度,才能維持(chi)復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)(gou)的形狀穩(wěn)定。然(ran)而,氣相二氧(yang)化硅顆粒的(de)比例會(huì)(hui)對(duì)硅膠墨(mo)水的粘(zhan)接產(chǎn)生很大(da)影響(xiang)。
1、硅膠墨水啞鈴(ling)形試樣拉(la)伸測(cè)試,可以用(yong)于測(cè)定試(shi)樣的(de)拉伸強(qiáng)度(du)和斷(duan)裂伸長(zhǎng)(zhang)率
2、硅膠(jiao)墨水半球形腔(qiang)體壓縮測(cè)(ce)試,可以(yi)用于(yu)測(cè)定壓縮模量(liang)或壓縮強(qiáng)度(du)