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PDMS 硅膠墨水(shui)力學(xué)(xue)性能測(ce)試
光敏聚二甲(jia)基硅氧(yang)烷(PDMS)硅膠材料(liao)由高(gao)度交聯(lián)的網(wǎng)(wang)狀結(jié)(jie)構(gòu)組成,在硅氧(yang)鍵的作用下(xia)具有良好的熱(re)穩(wěn)定性、耐輻射(she)性、生(sheng)物相容(rong)性及(ji)化學(xué)(xue)惰性,被廣泛(fan)應(yīng)用于機(jī)械、醫(yī)(yi)療、化工、航(hang)空航天和生(sheng)物工程(cheng)等領(lǐng)(ling)域。
增材制(zhi)造將數(shù)字模型(xing)作為(wei)制造基礎(chǔ),通(tong)過材料逐(zhu)層堆積的方(fang)式實(shí)現(xiàn)三維(wei)實(shí)體的直接(jie)構(gòu)建,是一(yi)種先進(jìn)的智(zhi)能制造技(ji)術(shù)。該技術(shù)基于(yu)計(jì)算(suan)機(jī)模(mo)型進(jìn)行實(shí)體建(jian)模,可實(shí)現(xiàn)(xian)制造材料(liao)的精確控制(zhi),具有復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)快速制(zhi)造的能(neng)力。
近年,增材(cai)制造行業(yè)迅(xun)速發(fā)展(zhan),打印精(jing)度和速(su)度都得到極大(da)提高,通過增(zeng)材制造方式(shi)對PDMS 材料(liao)進(jìn)行制(zhi)造,將為軟(ruan)體機(jī)器人(ren)、類生命機(jī)器(qi)人和可穿戴設(shè)(she)備的發(fā)展帶來(lai)革命性進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將生物3D 打印(yin)技術(shù)與(yu)微流控(kong)芯片技術(shù)(shu)相結(jié)合, 構(gòu)建(jian)了三維結(jié)構(gòu)(gou)的器官芯片(pian),可實(shí)(shi)現(xiàn)芯片制(zhi)造工藝的簡(jian)易化(hua)和低成本化,同(tong)時(shí)滿足(zu)對復(fù)(fu)雜異(yi)質(zhì)三維微(wei)環(huán)境的精(jing)細(xì)需(xu)求。文(wen)獻(xiàn)采用(yong)嵌入式3D 打印(yin)技術(shù)(shu)進(jìn)行(xing)了PDMS 材(cai)料的成形(xing),通過對支撐(cheng)介質(zhì)(zhi)的透明度(du)、流動性及流(liu)變性進(jìn)行優(yōu)(you)化,確定(ding)了最佳打印參(can)數(shù),制備(bei)了個性(xing)化多(duo)孔硅膠義眼(yan), 其優(yōu)異的生物(wu)相容(rong)性,為個性化(hua)義眼的(de)性能研究與臨(lin)床應(yīng)用奠定了(le)基礎(chǔ)。文獻(xiàn)(xian)利用氣(qi)溶膠(jiao)微噴射(she)打印工藝制(zhi)備了PDMS 材料的柔(rou)性應(yīng)變傳感(gan)器,探究了(le)PDMS 微噴射(she)工藝參(can)數(shù)對(dui)打印寬度(du)的影(ying)響規(guī)律(lv),驗(yàn)證(zheng)了PDMS 噴射打印工(gong)藝在智能(neng)穿戴設(shè)(she)備方面的(de)應(yīng)用(yong)潛力。PDMS 材料在未(wei)固化狀態(tài)(tai)下具有(you)較強(qiáng)(qiang)的流動(dong)和浸潤性(xing),無法采用(yong)擠出式打(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(cai)料混合制(zhi)備功能材(cai)料是當(dāng)前的(de)主流方式,可極(ji)大提高打印精(jing)度和結(jié)構(gòu)尺(chi)寸。文獻(xiàn)以氧化(hua)鋯和PDMS 分別(bie)作為分散相和(he)連續(xù)相,不同(tong)分散相(xiang)含量(liang)的流(liu)變測試表(biao)明,配(pei)制的復(fù)合打印(yin)材料具有非(fei)牛頓流體特性(xing),復(fù)合材料(liao)中氧化鋯粉末(mo)的體積(ji)分?jǐn)?shù)在25%時(shí),打(da)印材料便于擠(ji)出且成(cheng)形較好。
PDMS 作為性能優(yōu)(you)異的柔性材料(liao), 不僅是軟體(ti)機(jī)器人主(zhu)體部(bu)分的理(li)想材料,還在(zai)很多高新技(ji)術(shù)領(lǐng)域具有(you)廣泛的應(yīng)用(yong)價(jià)值(zhi)。但受(shou)到流動(dong)性和浸潤性(xing)的影響,PDMS 不具(ju)備擠出(chu)式打印的能(neng)力,需將(jiang)其混入(ru)增強(qiáng)相,提高(gao)材料的屈(qu)服強(qiáng)度,才能維(wei)持復(fù)(fu)雜結(jié)(jie)構(gòu)的形(xing)狀穩(wěn)(wen)定。然(ran)而,氣相(xiang)二氧化硅顆粒(li)的比(bi)例會對硅膠墨(mo)水的粘接產(chǎn)生(sheng)很大影響。
1、硅膠(jiao)墨水啞鈴形(xing)試樣拉伸測試(shi),可以用(yong)于測定試樣(yang)的拉伸(shen)強(qiáng)度(du)和斷(duan)裂伸長(zhang)率
2、硅膠墨水半(ban)球形腔體壓(ya)縮測試,可(ke)以用于測定(ding)壓縮(suo)模量(liang)或壓縮強(qiáng)度