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技術(shù)文章(zhang)
PDMS 硅膠墨(mo)水力學(xué)性(xing)能測試
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)狀結(jié)構(gòu)(gou)組成,在硅(gui)氧鍵的作用下(xia)具有良好的(de)熱穩(wěn)定性(xing)、耐輻射性、生(sheng)物相(xiang)容性及化學(xué)惰(duo)性,被廣泛(fan)應(yīng)用于機(jī)(ji)械、醫(yī)療、化工、航(hang)空航天(tian)和生物工程等(deng)領(lǐng)域。
增材制造將(jiang)數(shù)字模型(xing)作為制造基(ji)礎(chǔ),通過材(cai)料逐層堆積的(de)方式(shi)實現(xiàn)(xian)三維實體的(de)直接構(gòu)建(jian),是一種先進(jìn)(jin)的智(zhi)能制造技(ji)術(shù)。該技術(shù)(shu)基于計算機(jī)模(mo)型進(jìn)行實(shi)體建(jian)模,可(ke)實現(xiàn)(xian)制造材(cai)料的(de)精確控制,具(ju)有復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)快(kuai)速制造的(de)能力。
近年,增材制(zhi)造行(xing)業(yè)迅速發(fā)(fa)展,打印(yin)精度和速(su)度都得到(dao)極大提(ti)高,通過增(zeng)材制造(zao)方式對PDMS 材料(liao)進(jìn)行制造(zao),將為軟體(ti)機(jī)器(qi)人、類生命機(jī)器(qi)人和可穿戴設(shè)(she)備的(de)發(fā)展帶來革(ge)命性進(jìn)(jin)步。文(wen)獻(xiàn)將生物3D 打印(yin)技術(shù)與(yu)微流控芯(xin)片技術(shù)相(xiang)結(jié)合, 構(gòu)建了(le)三維(wei)結(jié)構(gòu)的器官芯(xin)片,可實現(xiàn)芯片(pian)制造工藝的(de)簡易化(hua)和低(di)成本化,同時滿(man)足對復(fù)(fu)雜異(yi)質(zhì)三維微環(huán)(huan)境的精細(xì)(xi)需求(qiu)。文獻(xiàn)采用嵌(qian)入式3D 打印技(ji)術(shù)進(jìn)(jin)行了PDMS 材料(liao)的成形,通(tong)過對支撐(cheng)介質(zhì)的透明(ming)度、流動(dong)性及(ji)流變性進(jìn)行優(yōu)(you)化,確定了(le)最佳打印參數(shù)(shu),制備了個(ge)性化多孔硅膠(jiao)義眼, 其優(yōu)異(yi)的生(sheng)物相容性,為(wei)個性化義眼(yan)的性能研究(jiu)與臨床應(yīng)(ying)用奠定了基礎(chǔ)(chu)。文獻(xiàn)利(li)用氣溶膠(jiao)微噴射打印工(gong)藝制備了PDMS 材(cai)料的柔(rou)性應(yīng)變(bian)傳感器(qi),探究了(le)PDMS 微噴射(she)工藝參數(shù)對打(da)印寬度的影(ying)響規(guī)律,驗證了(le)PDMS 噴射(she)打印工藝在(zai)智能穿戴設(shè)備(bei)方面(mian)的應(yīng)(ying)用潛力。PDMS 材料在(zai)未固化狀態(tài)(tai)下具有(you)較強(qiáng)的流動和(he)浸潤性,無法采(cai)用擠出式打印(yin)工藝構(gòu)建大體(ti)積復(fù)雜結(jié)構(gòu), 將(jiang)PDMS和粉末材(cai)料混合制(zhi)備功(gong)能材料是(shi)當(dāng)前的(de)主流方(fang)式,可(ke)極大提高(gao)打印精度和(he)結(jié)構(gòu)尺寸。文獻(xiàn)(xian)以氧(yang)化鋯和PDMS 分(fen)別作為分散相(xiang)和連續(xù)相(xiang),不同分散相含(han)量的(de)流變(bian)測試表明(ming),配制的復(fù)合(he)打印材(cai)料具有非牛頓(dun)流體特(te)性,復(fù)合材料中(zhong)氧化鋯粉末(mo)的體積分?jǐn)?shù)(shu)在25%時,打印(yin)材料便于擠(ji)出且(qie)成形較好。
PDMS 作為(wei)性能優(yōu)(you)異的柔性材料(liao), 不僅是軟體(ti)機(jī)器人主體部(bu)分的理想材料(liao),還在很(hen)多高新(xin)技術(shù)領(lǐng)域具有(you)廣泛的應(yīng)用(yong)價值(zhi)。但受到(dao)流動性(xing)和浸潤性(xing)的影響,PDMS 不具(ju)備擠出式(shi)打印(yin)的能力,需將其(qi)混入增強(qiáng)相,提(ti)高材料(liao)的屈服強(qiáng)度(du),才能(neng)維持復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)的形狀(zhuang)穩(wěn)定。然而,氣相(xiang)二氧化硅(gui)顆粒的(de)比例會對硅膠(jiao)墨水的粘接(jie)產(chǎn)生很(hen)大影響。
1、硅膠墨水(shui)啞鈴形試(shi)樣拉伸(shen)測試(shi),可以(yi)用于(yu)測定試(shi)樣的拉(la)伸強(qiáng)(qiang)度和斷裂伸長(zhang)率
2、硅膠墨水半(ban)球形腔體(ti)壓縮測試,可以(yi)用于測定(ding)壓縮模量(liang)或壓縮(suo)強(qiáng)度(du)