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技術(shù)文章(zhang)
PDMS 硅膠墨水力(li)學(xué)性能測試(shi)
光敏聚(ju)二甲基硅氧(yang)烷(PDMS)硅膠材料(liao)由高度交聯(lián)(lian)的網(wǎng)(wang)狀結(jié)構(gòu)組(zu)成,在硅氧鍵(jian)的作用下具有(you)良好(hao)的熱穩(wěn)定性、耐(nai)輻射(she)性、生(sheng)物相容性(xing)及化(hua)學(xué)惰性(xing),被廣泛(fan)應(yīng)用(yong)于機(jī)械、醫(yī)療(liao)、化工、航空航(hang)天和生(sheng)物工程等(deng)領(lǐng)域。
增材制造(zao)將數(shù)字模型作(zuo)為制造基礎(chǔ)(chu),通過材料逐(zhu)層堆積的方式(shi)實(shí)現(xiàn)(xian)三維實(shí)體(ti)的直接構(gòu)建,是(shi)一種先進(jìn)的智(zhi)能制造(zao)技術(shù)。該技(ji)術(shù)基于計(jì)算(suan)機(jī)模型(xing)進(jìn)行(xing)實(shí)體(ti)建模,可實(shí)現(xiàn)制(zhi)造材料的(de)精確控制(zhi),具有復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)快速制造(zao)的能力(li)。
近年(nian),增材制(zhi)造行業(yè)迅速(su)發(fā)展,打印(yin)精度和速(su)度都得到(dao)極大提高,通過(guo)增材制造(zao)方式對(dui)PDMS 材料進(jìn)(jin)行制造,將為軟(ruan)體機(jī)(ji)器人、類生命機(jī)(ji)器人(ren)和可穿戴設(shè)備(bei)的發(fā)展帶來(lai)革命性進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將生物3D 打印(yin)技術(shù)(shu)與微流控芯(xin)片技術(shù)相(xiang)結(jié)合, 構(gòu)(gou)建了三維結(jié)構(gòu)(gou)的器官(guan)芯片(pian),可實(shí)(shi)現(xiàn)芯片制(zhi)造工藝(yi)的簡易化和(he)低成(cheng)本化,同時(shí)滿(man)足對(dui)復(fù)雜異質(zhì)三維(wei)微環(huán)境的精細(xì)(xi)需求。文獻(xiàn)采(cai)用嵌入(ru)式3D 打印(yin)技術(shù)進(jìn)行(xing)了PDMS 材料的(de)成形,通過(guo)對支撐介(jie)質(zhì)的透明度(du)、流動(dong)性及流變性進(jìn)(jin)行優(yōu)化,確定了(le)最佳打(da)印參數(shù)(shu),制備了個(gè)(ge)性化多孔(kong)硅膠義眼, 其優(yōu)(you)異的生(sheng)物相(xiang)容性,為個(gè)性(xing)化義眼(yan)的性能(neng)研究(jiu)與臨床應(yīng)用奠(dian)定了基礎(chǔ)。文獻(xiàn)(xian)利用氣溶膠微(wei)噴射打印工藝(yi)制備了PDMS 材料的(de)柔性應(yīng)變傳(chuan)感器,探究了PDMS 微(wei)噴射工藝參(can)數(shù)對打印寬度(du)的影響規(guī)律,驗(yàn)(yan)證了PDMS 噴射打(da)印工藝在智(zhi)能穿戴設(shè)備(bei)方面的應(yīng)用潛(qian)力。PDMS 材料在(zai)未固(gu)化狀態(tài)下(xia)具有(you)較強(qiáng)的流(liu)動和浸潤性(xing),無法采(cai)用擠出(chu)式打印工藝(yi)構(gòu)建大(da)體積復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)(gou), 將PDMS和粉末(mo)材料混(hun)合制備功能材(cai)料是當(dāng)前(qian)的主流方式,可(ke)極大提(ti)高打印精(jing)度和結(jié)構(gòu)(gou)尺寸(cun)。文獻(xiàn)以氧化鋯(gao)和PDMS 分別作為分(fen)散相和連續(xù)(xu)相,不同分(fen)散相(xiang)含量的流變測(ce)試表明,配制的(de)復(fù)合(he)打印材料(liao)具有非(fei)牛頓流體(ti)特性(xing),復(fù)合材(cai)料中氧化鋯粉(fen)末的體積(ji)分?jǐn)?shù)在(zai)25%時(shí),打印材料(liao)便于擠出且成(cheng)形較好。
PDMS 作為性能優(yōu)異(yi)的柔性(xing)材料, 不(bu)僅是軟體機(jī)(ji)器人主體部分(fen)的理想材料(liao),還在(zai)很多高新技術(shù)(shu)領(lǐng)域具有廣泛(fan)的應(yīng)用(yong)價(jià)值。但受到(dao)流動(dong)性和浸(jin)潤性的影(ying)響,PDMS 不具(ju)備擠出式打(da)印的(de)能力(li),需將其混入(ru)增強(qiáng)相(xiang),提高材(cai)料的屈服(fu)強(qiáng)度,才能維(wei)持復(fù)雜結(jié)構(gòu)的(de)形狀(zhuang)穩(wěn)定。然而(er),氣相二氧化(hua)硅顆粒(li)的比例會對硅(gui)膠墨(mo)水的粘接產(chǎn)生(sheng)很大影響。
1、硅膠墨(mo)水啞鈴形試(shi)樣拉(la)伸測(ce)試,可以用(yong)于測(ce)定試(shi)樣的拉伸(shen)強(qiáng)度(du)和斷(duan)裂伸長(zhang)率
2、硅膠墨水(shui)半球形腔(qiang)體壓縮測試(shi),可以用(yong)于測定壓縮模(mo)量或(huo)壓縮強(qiáng)(qiang)度