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PDMS 硅膠墨水力學(xué)(xue)性能測(cè)試(shi)
光敏聚二(er)甲基硅氧(yang)烷(PDMS)硅膠材(cai)料由高度交聯(lián)(lian)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(gou)組成,在硅氧鍵(jian)的作用下具(ju)有良好的熱(re)穩(wěn)定性、耐(nai)輻射性、生(sheng)物相容性及(ji)化學(xué)惰(duo)性,被廣(guang)泛應(yīng)用于機(jī)(ji)械、醫(yī)療、化工(gong)、航空航天和生(sheng)物工程等領(lǐng)(ling)域。
增材制造將數(shù)(shu)字模型作為制(zhi)造基礎(chǔ),通過(guò)材(cai)料逐層堆積(ji)的方式實(shí)現(xiàn)三(san)維實(shí)體(ti)的直接(jie)構(gòu)建,是(shi)一種先(xian)進(jìn)的(de)智能制造(zao)技術(shù)。該技術(shù)基(ji)于計(jì)算機(jī)模(mo)型進(jìn)(jin)行實(shí)(shi)體建模,可實(shí)(shi)現(xiàn)制造(zao)材料的(de)精確控制,具有(you)復(fù)雜結(jié)構(gòu)快速(su)制造(zao)的能力。
近年,增材(cai)制造行業(yè)迅(xun)速發(fā)展,打印(yin)精度和(he)速度都得到(dao)極大提高,通過(guò)(guo)增材制(zhi)造方式對(duì)(dui)PDMS 材料進(jìn)行(xing)制造,將(jiang)為軟體(ti)機(jī)器(qi)人、類生命機(jī)(ji)器人和可穿戴(dai)設(shè)備的發(fā)(fa)展帶來(lái)(lai)革命性進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將生物(wu)3D 打印技術(shù)與微(wei)流控芯片(pian)技術(shù)相結(jié)(jie)合, 構(gòu)建了(le)三維結(jié)構(gòu)的器(qi)官芯片,可實(shí)(shi)現(xiàn)芯片(pian)制造工藝的(de)簡(jiǎn)易化和低(di)成本化,同時(shí)滿(man)足對(duì)(dui)復(fù)雜異質(zhì)三維(wei)微環(huán)境的精細(xì)(xi)需求(qiu)。文獻(xiàn)采用(yong)嵌入式3D 打印(yin)技術(shù)進(jìn)行了PDMS 材(cai)料的成形(xing),通過(guò)對(duì)支撐(cheng)介質(zhì)的透明度(du)、流動(dòng)性及流變(bian)性進(jìn)行(xing)優(yōu)化,確定了最(zui)佳打印參(can)數(shù),制備了(le)個(gè)性化多孔硅(gui)膠義眼(yan), 其優(yōu)(you)異的生物相(xiang)容性,為個(gè)性(xing)化義眼的(de)性能研究與臨(lin)床應(yīng)用奠定(ding)了基礎(chǔ)。文獻(xiàn)(xian)利用氣溶(rong)膠微噴射(she)打印工(gong)藝制備(bei)了PDMS 材料(liao)的柔性(xing)應(yīng)變(bian)傳感器,探究(jiu)了PDMS 微(wei)噴射工藝參數(shù)(shu)對(duì)打(da)印寬度(du)的影響規(guī)(gui)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)用潛(qian)力。PDMS 材料(liao)在未固化(hua)狀態(tài)(tai)下具(ju)有較強(qiáng)的(de)流動(dòng)和(he)浸潤(rùn)性,無(wú)法采(cai)用擠出(chu)式打(da)印工藝構(gòu)建(jian)大體積復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu), 將PDMS和(he)粉末材料混(hun)合制備功能材(cai)料是當(dāng)前的主(zhu)流方式,可(ke)極大提高(gao)打印精度(du)和結(jié)構(gòu)尺(chi)寸。文獻(xiàn)以(yi)氧化鋯和PDMS 分別(bie)作為分(fen)散相和連續(xù)(xu)相,不同分散相(xiang)含量的流變測(cè)(ce)試表(biao)明,配制(zhi)的復(fù)合打(da)印材(cai)料具有非(fei)牛頓流體(ti)特性,復(fù)合(he)材料中氧(yang)化鋯粉末的體(ti)積分?jǐn)?shù)在(zai)25%時(shí),打印材料(liao)便于(yu)擠出(chu)且成形較(jiao)好。
PDMS 作為性能優(yōu)異(yi)的柔性材(cai)料, 不僅(jin)是軟體機(jī)器人(ren)主體部(bu)分的(de)理想(xiang)材料(liao),還在很(hen)多高(gao)新技術(shù)領(lǐng)域(yu)具有(you)廣泛的應(yīng)(ying)用價(jià)值(zhi)。但受到流(liu)動(dòng)性和浸潤(rùn)(run)性的影響(xiang),PDMS 不具備(bei)擠出式打印的(de)能力,需(xu)將其(qi)混入增(zeng)強(qiáng)相,提高(gao)材料的屈(qu)服強(qiáng)(qiang)度,才(cai)能維(wei)持復(fù)雜結(jié)構(gòu)(gou)的形狀穩(wěn)定。然(ran)而,氣(qi)相二氧化(hua)硅顆粒的比例(li)會(huì)對(duì)硅膠墨(mo)水的粘接產(chǎn)(chan)生很大影(ying)響。
1、硅膠墨(mo)水啞(ya)鈴形試樣拉伸(shen)測(cè)試(shi),可以用于(yu)測(cè)定試樣的(de)拉伸強(qiáng)度(du)和斷裂(lie)伸長(zhǎng)率
2、硅膠墨(mo)水半球形(xing)腔體壓(ya)縮測(cè)試,可(ke)以用于測(cè)定(ding)壓縮模量或壓(ya)縮強(qiáng)度(du)