技術(shù)文(wen)章
Technical articles光敏聚二(er)甲基硅氧(yang)烷(PDMS)硅膠材料由(you)高度交(jiao)聯(lián)的網(wǎng)(wang)狀結(jié)(jie)構(gòu)組成,在硅(gui)氧鍵的(de)作用下(xia)具有良(liang)好的熱穩(wěn)定性(xing)、耐輻(fu)射性、生物(wu)相容(rong)性及化學(xué)惰性(xing),被廣泛應(yīng)用(yong)于機械、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(mo)型作(zuo)為制造基礎(chǔ)(chu),通過材料逐(zhu)層堆積的方(fang)式實現(xiàn)三(san)維實體的直接(jie)構(gòu)建,是一(yi)種先進的智(zhi)能制造技術(shù)。該(gai)技術(shù)基(ji)于計(ji)算機模型(xing)進行實體(ti)建模,可(ke)實現(xiàn)制(zhi)造材料(liao)的精確控(kong)制,具有復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)(gou)快速制造的能(neng)力。
近年,增(zeng)材制造行業(yè)迅(xun)速發(fā)展,打(da)印精度和速(su)度都得到(dao)極大提高,通(tong)過增(zeng)材制造方式對(dui)PDMS 材料進行(xing)制造,將(jiang)為軟體機器人(ren)、類生命(ming)機器(qi)人和(he)可穿戴設(shè)備的(de)發(fā)展帶來革命(ming)性進步。文獻(xian)將生(sheng)物3D 打印技(ji)術(shù)與微(wei)流控芯片技術(shù)(shu)相結(jié)合, 構(gòu)建了(le)三維結(jié)構(gòu)(gou)的器官(guan)芯片,可實(shi)現(xiàn)芯片制造工(gong)藝的簡易化(hua)和低成本化(hua),同時滿足對(dui)復(fù)雜異(yi)質(zhì)三維微環(huán)境(jing)的精細需求(qiu)。文獻采用(yong)嵌入式3D 打(da)印技術(shù)進行(xing)了PDMS 材料的成形(xing),通過對支撐(cheng)介質(zhì)的透(tou)明度、流(liu)動性(xing)及流變性進(jin)行優(yōu)(you)化,確定(ding)了最(zui)佳打印參(can)數(shù),制備了個(ge)性化多孔硅膠(jiao)義眼(yan), 其優(yōu)異的生物(wu)相容性(xing),為個(ge)性化義(yi)眼的(de)性能(neng)研究與臨床應(yīng)(ying)用奠(dian)定了基礎(chǔ)(chu)。文獻利(li)用氣溶膠(jiao)微噴射打(da)印工藝制備了(le)PDMS 材料的(de)柔性應(yīng)變傳感(gan)器,探究(jiu)了PDMS 微噴射工(gong)藝參(can)數(shù)對打印(yin)寬度的影響規(guī)(gui)律,驗證了PDMS 噴(pen)射打印工藝在(zai)智能穿戴設(shè)備(bei)方面的應(yīng)用潛(qian)力。PDMS 材(cai)料在未(wei)固化狀態(tài)下(xia)具有較強(qiang)的流動和浸(jin)潤性(xing),無法采用(yong)擠出式(shi)打印工藝構(gòu)(gou)建大體積復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu), 將(jiang)PDMS和粉末材料(liao)混合(he)制備功能材(cai)料是當(dāng)前的主(zhu)流方式,可極(ji)大提(ti)高打印精度(du)和結(jié)(jie)構(gòu)尺寸。文獻(xian)以氧化鋯(gao)和PDMS 分別作為(wei)分散(san)相和連續(xù)(xu)相,不(bu)同分散相含量(liang)的流變測試表(biao)明,配制的復(fù)合(he)打印材料具有(you)非牛頓流體特(te)性,復(fù)合(he)材料中氧化(hua)鋯粉(fen)末的體(ti)積分(fen)數(shù)在25%時(shi),打印材料便(bian)于擠出(chu)且成形較(jiao)好。
PDMS 作為性(xing)能優(yōu)異的柔(rou)性材料, 不僅是(shi)軟體機(ji)器人(ren)主體部分(fen)的理想材料,還(hai)在很多(duo)高新技(ji)術(shù)領(lǐng)域(yu)具有廣泛的應(yīng)(ying)用價值。但受到(dao)流動性(xing)和浸(jin)潤性的影響(xiang),PDMS 不具(ju)備擠出式(shi)打印(yin)的能(neng)力,需將(jiang)其混入增強(qiang)相,提高材料的(de)屈服(fu)強度(du),才能維(wei)持復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)的形狀穩(wěn)(wen)定。然而,氣相二(er)氧化硅顆粒的(de)比例會對硅膠(jiao)墨水的粘接產(chǎn)(chan)生很大影(ying)響。
1、硅膠墨水(shui)啞鈴形(xing)試樣拉伸測試(shi),可以(yi)用于測定試(shi)樣的拉伸(shen)強度(du)和斷裂(lie)伸長率
2、硅膠墨(mo)水半球形(xing)腔體(ti)壓縮(suo)測試,可以用于(yu)測定壓縮(suo)模量或壓縮(suo)強度