技術(shù)文(wen)章
Technical articles光敏聚二甲基(ji)硅氧烷(wan)(PDMS)硅膠材(cai)料由高度(du)交聯(lián)的網(wǎng)狀(zhuang)結(jié)構(gòu)組成,在硅(gui)氧鍵的作用(yong)下具(ju)有良好(hao)的熱穩(wěn)定(ding)性、耐輻射性、生(sheng)物相容性及(ji)化學(xué)惰(duo)性,被廣泛(fan)應(yīng)用于機(jī)械、醫(yī)(yi)療、化工、航空(kong)航天(tian)和生物工程等(deng)領(lǐng)域。
增材(cai)制造將(jiang)數(shù)字模(mo)型作為制造基(ji)礎(chǔ),通過(guo)材料逐層堆(dui)積的方式實(shí)(shi)現(xiàn)三維實(shí)體的(de)直接構(gòu)建,是(shi)一種先進(jìn)的(de)智能制造技(ji)術(shù)。該技術(shù)基(ji)于計(jì)算(suan)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(zhi),具有復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)快速(su)制造的能(neng)力。
近年(nian),增材制(zhi)造行業(yè)迅速(su)發(fā)展(zhan),打印精度(du)和速度都得(de)到極大提(ti)高,通過增材制(zhi)造方式對(duì)PDMS 材料(liao)進(jìn)行制造(zao),將為軟體(ti)機(jī)器人、類(lei)生命機(jī)器(qi)人和(he)可穿戴(dai)設(shè)備(bei)的發(fā)展帶來革(ge)命性進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將生物(wu)3D 打印(yin)技術(shù)與微流(liu)控芯片技術(shù)(shu)相結(jié)合, 構(gòu)建了(le)三維結(jié)(jie)構(gòu)的器(qi)官芯(xin)片,可實(shí)(shi)現(xiàn)芯片制(zhi)造工藝的簡易(yi)化和低成(cheng)本化,同時(shí)滿(man)足對(duì)(dui)復(fù)雜異(yi)質(zhì)三維微環(huán)境(jing)的精細(xì)需(xu)求。文獻(xiàn)采用(yong)嵌入式3D 打(da)印技術(shù)(shu)進(jìn)行了PDMS 材料的(de)成形,通(tong)過對(duì)支(zhi)撐介質(zhì)的(de)透明度(du)、流動(dòng)性及(ji)流變(bian)性進(jìn)(jin)行優(yōu)化,確定(ding)了最佳打印(yin)參數(shù),制備(bei)了個(gè)(ge)性化(hua)多孔硅膠(jiao)義眼, 其優(yōu)(you)異的生(sheng)物相容性(xing),為個(gè)(ge)性化義眼(yan)的性能研究(jiu)與臨(lin)床應(yīng)(ying)用奠定了(le)基礎(chǔ)。文獻(xiàn)(xian)利用氣溶膠(jiao)微噴射打印工(gong)藝制(zhi)備了(le)PDMS 材料的柔性(xing)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(yin)寬度(du)的影(ying)響規(guī)律,驗(yàn)證了(le)PDMS 噴射打印(yin)工藝在智能穿(chuan)戴設(shè)備方(fang)面的應(yīng)(ying)用潛力。PDMS 材料在(zai)未固化狀態(tài)下(xia)具有較(jiao)強(qiáng)的流動(dòng)(dong)和浸潤(run)性,無(wu)法采(cai)用擠出(chu)式打印工藝構(gòu)(gou)建大體積(ji)復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu), 將(jiang)PDMS和粉末材(cai)料混合制備功(gong)能材料是(shi)當(dāng)前的主流(liu)方式(shi),可極大(da)提高打印(yin)精度和(he)結(jié)構(gòu)尺寸。文(wen)獻(xiàn)以氧化鋯(gao)和PDMS 分(fen)別作為分散(san)相和連續(xù)(xu)相,不(bu)同分散相(xiang)含量的流(liu)變測試表明,配(pei)制的復(fù)(fu)合打印材料具(ju)有非(fei)牛頓流體特(te)性,復(fù)(fu)合材料中(zhong)氧化鋯粉末的(de)體積分?jǐn)?shù)(shu)在25%時(shí)(shi),打印材料便于(yu)擠出且成形(xing)較好。
PDMS 作為性能優(yōu)(you)異的柔性材(cai)料, 不僅(jin)是軟體(ti)機(jī)器人主體(ti)部分的(de)理想材料,還(hai)在很多(duo)高新技(ji)術(shù)領(lǐng)域具有(you)廣泛的(de)應(yīng)用價(jià)(jia)值。但受(shou)到流動(dòng)性和浸(jin)潤性的(de)影響,PDMS 不(bu)具備(bei)擠出式打印(yin)的能力,需將其(qi)混入增(zeng)強(qiáng)相,提(ti)高材料的屈(qu)服強(qiáng)度,才能(neng)維持(chi)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的(de)形狀穩(wěn)定(ding)。然而,氣相二氧(yang)化硅顆粒的(de)比例會(huì)對(duì)硅膠(jiao)墨水的(de)粘接產(chǎn)生(sheng)很大(da)影響。
1、硅膠墨(mo)水啞鈴(ling)形試樣拉伸測(ce)試,可以(yi)用于測定(ding)試樣的拉伸強(qiáng)(qiang)度和斷(duan)裂伸長(zhang)率
2、硅膠墨水半球(qiu)形腔體壓(ya)縮測試,可以(yi)用于測定(ding)壓縮模(mo)量或壓縮強(qiáng)度(du)