技術文章(zhang)
Technical articles光敏聚(ju)二甲基硅氧烷(wan)(PDMS)硅膠材料(liao)由高度(du)交聯的網狀結(jie)構組(zu)成,在(zai)硅氧鍵的作(zuo)用下具有良(liang)好的(de)熱穩(wěn)定(ding)性、耐輻射性(xing)、生物相容性及(ji)化學惰性,被廣(guang)泛應(ying)用于機(ji)械、醫(yī)療、化工、航(hang)空航天(tian)和生物工程(cheng)等領域。
增材制造將數(shu)字模(mo)型作為(wei)制造(zao)基礎,通過材料(liao)逐層堆積的方(fang)式實(shi)現三(san)維實體的直接(jie)構建,是一種先(xian)進的(de)智能制造(zao)技術。該技術(shu)基于計算機模(mo)型進行實體建(jian)模,可實現(xian)制造材料的(de)精確控制(zhi),具有復雜結構(gou)快速制造的能(neng)力。
近年,增材制(zhi)造行業(yè)迅速發(fā)(fa)展,打印精度(du)和速度(du)都得到(dao)極大提高,通(tong)過增材制(zhi)造方式對(dui)PDMS 材料(liao)進行(xing)制造,將為軟體(ti)機器人、類(lei)生命(ming)機器人和可穿(chuan)戴設(she)備的發(fā)展帶(dai)來革(ge)命性進步。文(wen)獻將生物3D 打(da)印技術(shu)與微流控(kong)芯片技(ji)術相結(jie)合, 構建了三(san)維結構的(de)器官(guan)芯片,可(ke)實現(xian)芯片制造工藝(yi)的簡易化和(he)低成(cheng)本化,同(tong)時滿足(zu)對復雜(za)異質三維微環(huán)(huan)境的精(jing)細需(xu)求。文獻采用嵌(qian)入式3D 打印技(ji)術進(jin)行了PDMS 材料的成(cheng)形,通過對支(zhi)撐介質的透明(ming)度、流動性(xing)及流變性進行(xing)優(yōu)化,確定了最(zui)佳打印參數,制(zhi)備了個(ge)性化多孔(kong)硅膠(jiao)義眼, 其優(yōu)異的(de)生物相容性(xing),為個性化義(yi)眼的性能(neng)研究與(yu)臨床應用奠定(ding)了基礎。文獻利(li)用氣(qi)溶膠微(wei)噴射打印(yin)工藝制備(bei)了PDMS 材(cai)料的柔性應(ying)變傳感器,探究(jiu)了PDMS 微噴(pen)射工藝參數對(dui)打印寬度的影(ying)響規(guī)律(lv),驗證了PDMS 噴射打(da)印工藝在智能(neng)穿戴設備(bei)方面的應用(yong)潛力。PDMS 材料在(zai)未固化(hua)狀態(tài)下具有較(jiao)強的流(liu)動和(he)浸潤(run)性,無法采用擠(ji)出式打(da)印工藝(yi)構建大體積復(fu)雜結構, 將PDMS和(he)粉末(mo)材料混(hun)合制備功能(neng)材料(liao)是當前的主流(liu)方式,可(ke)極大提高打印(yin)精度和結(jie)構尺寸。文獻以(yi)氧化鋯和(he)PDMS 分別作為分(fen)散相和連(lian)續(xù)相,不同分散(san)相含(han)量的流變測(ce)試表明,配(pei)制的(de)復合(he)打印材料具(ju)有非牛頓流(liu)體特性,復合材(cai)料中(zhong)氧化鋯(gao)粉末的體積(ji)分數在25%時,打印(yin)材料便于(yu)擠出且成形(xing)較好。
PDMS 作為性(xing)能優(yōu)異的柔性(xing)材料, 不僅是(shi)軟體機器人主(zhu)體部(bu)分的理想(xiang)材料(liao),還在(zai)很多高(gao)新技(ji)術領域具有廣(guang)泛的應用(yong)價值。但受到流(liu)動性和浸(jin)潤性的影響(xiang),PDMS 不具(ju)備擠出式打(da)印的能(neng)力,需將其混入(ru)增強相,提高(gao)材料的屈服(fu)強度(du),才能維持復雜(za)結構的(de)形狀穩(wěn)定。然而(er),氣相(xiang)二氧化硅(gui)顆粒(li)的比例會對(dui)硅膠墨水的(de)粘接產生很(hen)大影(ying)響。
1、硅膠墨(mo)水啞鈴形(xing)試樣拉伸測(ce)試,可以(yi)用于測定(ding)試樣的(de)拉伸(shen)強度和(he)斷裂(lie)伸長(zhang)率
2、硅膠墨(mo)水半球形(xing)腔體(ti)壓縮(suo)測試,可(ke)以用(yong)于測定(ding)壓縮模量或壓(ya)縮強度