技術(shù)文(wen)章
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PDMS 硅膠墨水(shui)力學(xué)(xue)性能(neng)測(cè)試
光敏聚二(er)甲基硅氧(yang)烷(PDMS)硅膠(jiao)材料由(you)高度(du)交聯(lián)的網(wǎng)(wang)狀結(jié)構(gòu)(gou)組成,在硅(gui)氧鍵的(de)作用下具(ju)有良(liang)好的熱穩(wěn)(wen)定性、耐(nai)輻射性、生物(wu)相容性及(ji)化學(xué)(xue)惰性,被廣(guang)泛應(yīng)用(yong)于機(jī)(ji)械、醫(yī)療、化工(gong)、航空(kong)航天(tian)和生物工程(cheng)等領(lǐng)(ling)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(liao)逐層堆(dui)積的方式(shi)實(shí)現(xiàn)三維(wei)實(shí)體(ti)的直接構(gòu)建(jian),是一種先進(jìn)(jin)的智(zhi)能制造技術(shù)(shu)。該技術(shù)基于計(jì)(ji)算機(jī)模型進(jìn)(jin)行實(shí)(shi)體建模,可(ke)實(shí)現(xiàn)(xian)制造材料(liao)的精確控制(zhi),具有復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)快速(su)制造的能力。
近年(nian),增材制造行(xing)業(yè)迅(xun)速發(fā)展,打印(yin)精度和速度都(dou)得到(dao)極大(da)提高,通過增材(cai)制造方式對(duì)(dui)PDMS 材料進(jìn)(jin)行制造,將為(wei)軟體機(jī)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(dai)來革命性(xing)進(jìn)步。文獻(xiàn)(xian)將生物3D 打(da)印技術(shù)與(yu)微流控(kong)芯片技術(shù)相結(jié)(jie)合, 構(gòu)建了三(san)維結(jié)構(gòu)的(de)器官芯片,可實(shí)(shi)現(xiàn)芯片制造(zao)工藝的簡(jiǎn)易(yi)化和(he)低成本化(hua),同時(shí)滿足(zu)對(duì)復(fù)雜(za)異質(zhì)(zhi)三維微環(huán)(huan)境的(de)精細(xì)需(xu)求。文獻(xiàn)采用(yong)嵌入(ru)式3D 打(da)印技術(shù)(shu)進(jìn)行(xing)了PDMS 材(cai)料的成(cheng)形,通過(guo)對(duì)支撐介質(zhì)的(de)透明度(du)、流動(dòng)性(xing)及流變(bian)性進(jìn)行優(yōu)化,確(que)定了最佳(jia)打印參數(shù)(shu),制備了個(gè)(ge)性化多孔(kong)硅膠義眼, 其(qi)優(yōu)異的(de)生物相(xiang)容性,為個(gè)性(xing)化義(yi)眼的性(xing)能研究與臨床(chuang)應(yīng)用奠(dian)定了基(ji)礎(chǔ)。文(wen)獻(xiàn)利用氣(qi)溶膠微噴(pen)射打印(yin)工藝制(zhi)備了PDMS 材料的柔(rou)性應(yīng)(ying)變傳感器(qi),探究了(le)PDMS 微噴射工(gong)藝參數(shù)對(duì)打印(yin)寬度的影(ying)響規(guī)律(lv),驗(yàn)證了PDMS 噴射打(da)印工藝在(zai)智能穿戴設(shè)(she)備方面的應(yīng)用(yong)潛力。PDMS 材(cai)料在未固化狀(zhuang)態(tài)下具(ju)有較強(qiáng)的流動(dòng)(dong)和浸潤(rùn)性,無法(fa)采用擠出式打(da)印工藝構(gòu)建(jian)大體積復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu), 將PDMS和粉末(mo)材料混合(he)制備功能材料(liao)是當(dāng)前的(de)主流(liu)方式(shi),可極大提高打(da)印精度和結(jié)(jie)構(gòu)尺寸。文獻(xiàn)以(yi)氧化鋯(gao)和PDMS 分別(bie)作為分散(san)相和(he)連續(xù)相,不(bu)同分(fen)散相含量的流(liu)變測(cè)試表明,配(pei)制的復(fù)合(he)打印材料具(ju)有非牛頓流體(ti)特性,復(fù)合(he)材料(liao)中氧化鋯(gao)粉末的體積分(fen)數(shù)在25%時(shí),打印(yin)材料便于(yu)擠出且(qie)成形較好。
PDMS 作為性(xing)能優(yōu)異(yi)的柔性材料(liao), 不僅(jin)是軟(ruan)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(yu)具有廣泛(fan)的應(yīng)用價(jià)(jia)值。但(dan)受到流(liu)動(dòng)性和(he)浸潤(rùn)性的影(ying)響,PDMS 不具備擠(ji)出式(shi)打印(yin)的能力,需將其(qi)混入增強(qiáng)相(xiang),提高材料的(de)屈服強(qiáng)度,才(cai)能維持復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)的形狀(zhuang)穩(wěn)定。然而,氣相(xiang)二氧化硅(gui)顆粒(li)的比例會(huì)對(duì)硅(gui)膠墨水的(de)粘接(jie)產(chǎn)生(sheng)很大影(ying)響。
1、硅膠墨水啞鈴(ling)形試樣拉伸(shen)測(cè)試(shi),可以(yi)用于測(cè)定(ding)試樣(yang)的拉伸(shen)強(qiáng)度和斷(duan)裂伸長(zhǎng)(zhang)率
2、硅膠墨水(shui)半球形腔體(ti)壓縮測(cè)(ce)試,可以用于測(cè)(ce)定壓縮模量或(huo)壓縮強(qiáng)度