技術(shù)(shu)文章
Technical articles光敏(min)聚二甲基硅氧(yang)烷(PDMS)硅膠材料(liao)由高度交聯(lián)(lian)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組(zu)成,在硅氧(yang)鍵的作用(yong)下具有(you)良好的(de)熱穩(wěn)定(ding)性、耐輻(fu)射性(xing)、生物(wu)相容(rong)性及化學(xué)惰性(xing),被廣泛應(yīng)(ying)用于機(jī)(ji)械、醫(yī)療、化(hua)工、航空航天(tian)和生物(wu)工程等領(lǐng)(ling)域。
增材(cai)制造將數(shù)字(zi)模型作為制造(zao)基礎(chǔ),通過(guò)材料(liao)逐層堆積的(de)方式實(shí)(shi)現(xiàn)三維(wei)實(shí)體的直接構(gòu)(gou)建,是一種(zhong)先進(jìn)的智能制(zhi)造技術(shù)。該技術(shù)(shu)基于計(jì)算(suan)機(jī)模型進(jìn)(jin)行實(shí)體建模,可(ke)實(shí)現(xiàn)制造材料(liao)的精(jing)確控制,具有(you)復(fù)雜(za)結(jié)構(gòu)(gou)快速制造的(de)能力(li)。
近年(nian),增材(cai)制造行(xing)業(yè)迅(xun)速發(fā)(fa)展,打印精(jing)度和速(su)度都得(de)到極大提高(gao),通過(guò)增材制造(zao)方式對(duì)PDMS 材料(liao)進(jìn)行制造,將(jiang)為軟(ruan)體機(jī)(ji)器人、類(lei)生命機(jī)器人和(he)可穿戴設(shè)備的(de)發(fā)展帶來(lái)(lai)革命(ming)性進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將生物3D 打印(yin)技術(shù)(shu)與微(wei)流控芯片技(ji)術(shù)相結(jié)合, 構(gòu)(gou)建了三維結(jié)構(gòu)(gou)的器(qi)官芯片(pian),可實(shí)現(xiàn)芯(xin)片制造工藝的(de)簡(jiǎn)易化(hua)和低成本(ben)化,同時(shí)滿足(zu)對(duì)復(fù)雜異質(zhì)三(san)維微環(huán)境的(de)精細(xì)需(xu)求。文獻(xiàn)采用(yong)嵌入式3D 打(da)印技術(shù)進(jìn)行(xing)了PDMS 材料的(de)成形,通過(guò)(guo)對(duì)支撐介質(zhì)(zhi)的透明度、流動(dòng)(dong)性及流變(bian)性進(jìn)行(xing)優(yōu)化,確定了(le)最佳打印參(can)數(shù),制備了(le)個(gè)性化(hua)多孔硅膠義眼(yan), 其優(yōu)異的生(sheng)物相容(rong)性,為(wei)個(gè)性化義眼(yan)的性(xing)能研究與(yu)臨床應(yīng)用(yong)奠定了基(ji)礎(chǔ)。文獻(xiàn)利用(yong)氣溶膠(jiao)微噴(pen)射打印工(gong)藝制備(bei)了PDMS 材料的柔性(xing)應(yīng)變傳感器,探(tan)究了PDMS 微噴(pen)射工藝(yi)參數(shù)對(duì)打印(yin)寬度的影響(xiang)規(guī)律,驗(yàn)(yan)證了PDMS 噴(pen)射打(da)印工藝在(zai)智能(neng)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)下具有較強(qiáng)(qiang)的流(liu)動(dòng)和浸潤(rùn)性(xing),無(wú)法(fa)采用(yong)擠出式打印工(gong)藝構(gòu)建大體(ti)積復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu), 將(jiang)PDMS和粉末(mo)材料(liao)混合制備功(gong)能材料(liao)是當(dāng)前的主流(liu)方式(shi),可極(ji)大提高打印(yin)精度(du)和結(jié)構(gòu)尺寸(cun)。文獻(xiàn)以氧(yang)化鋯和(he)PDMS 分別(bie)作為分散相和(he)連續(xù)相,不同(tong)分散相含(han)量的流變測(cè)(ce)試表明,配制的(de)復(fù)合(he)打印材料具(ju)有非牛頓流(liu)體特性,復(fù)合材(cai)料中氧化鋯粉(fen)末的體(ti)積分?jǐn)?shù)在25%時(shí),打(da)印材料便于(yu)擠出且成形(xing)較好(hao)。
PDMS 作為(wei)性能優(yōu)異(yi)的柔性(xing)材料, 不(bu)僅是軟體(ti)機(jī)器人主體(ti)部分(fen)的理(li)想材料(liao),還在很多高(gao)新技(ji)術(shù)領(lǐng)域具有(you)廣泛的應(yīng)(ying)用價(jià)值。但受到(dao)流動(dòng)性和(he)浸潤(rùn)(run)性的影響(xiang),PDMS 不具備擠出式(shi)打印的(de)能力,需將(jiang)其混入增強(qiáng)相(xiang),提高材料的屈(qu)服強(qiáng)度,才能維(wei)持復(fù)雜結(jié)構(gòu)的(de)形狀穩(wěn)定(ding)。然而,氣相(xiang)二氧(yang)化硅顆粒的(de)比例(li)會(huì)對(duì)硅膠墨(mo)水的粘接產(chǎn)生(sheng)很大影響。
1、硅膠墨水啞鈴(ling)形試樣(yang)拉伸測(cè)試(shi),可以用于測(cè)(ce)定試樣的拉(la)伸強(qiáng)(qiang)度和斷裂伸(shen)長(zhǎng)率
2、硅膠(jiao)墨水半球(qiu)形腔(qiang)體壓(ya)縮測(cè)試(shi),可以用于測(cè)(ce)定壓縮(suo)模量或壓縮強(qiáng)(qiang)度