技術文章
Technical articles光敏聚(ju)二甲基硅(gui)氧烷(PDMS)硅膠材料(liao)由高度交聯(lián)(lian)的網狀(zhuang)結構組成,在(zai)硅氧鍵的作(zuo)用下具(ju)有良好(hao)的熱穩(wěn)(wen)定性、耐輻射性(xing)、生物相容(rong)性及化(hua)學惰(duo)性,被廣泛應用(yong)于機械、醫(yī)療(liao)、化工(gong)、航空航天和(he)生物工程(cheng)等領域(yu)。
增材制(zhi)造將(jiang)數(shù)字模型作(zuo)為制(zhi)造基(ji)礎,通過材料逐(zhu)層堆積的方式(shi)實現(xiàn)三(san)維實體的直接(jie)構建(jian),是一種先進的(de)智能制造技術(shu)。該技術基于(yu)計算機(ji)模型進(jin)行實體建模(mo),可實現(xiàn)(xian)制造材料的(de)精確控制(zhi),具有復(fu)雜結構(gou)快速制(zhi)造的能力(li)。
近年,增(zeng)材制造(zao)行業(yè)迅速發(fā)(fa)展,打印(yin)精度(du)和速度(du)都得到極大(da)提高,通(tong)過增材制(zhi)造方式(shi)對PDMS 材(cai)料進行制造(zao),將為軟體機器(qi)人、類(lei)生命(ming)機器人和可(ke)穿戴設備(bei)的發(fā)展(zhan)帶來革命(ming)性進步(bu)。文獻將生(sheng)物3D 打印技術與(yu)微流控(kong)芯片(pian)技術(shu)相結合, 構建(jian)了三(san)維結構(gou)的器官(guan)芯片,可實現(xiàn)(xian)芯片制造工藝(yi)的簡易化和(he)低成本化,同時(shi)滿足對復(fu)雜異質三維微(wei)環(huán)境的精細需(xu)求。文(wen)獻采用嵌(qian)入式3D 打印技(ji)術進行了PDMS 材(cai)料的成(cheng)形,通過對支(zhi)撐介(jie)質的透明度、流(liu)動性(xing)及流變性(xing)進行優(yōu)(you)化,確定(ding)了最佳打印(yin)參數(shù),制備了個(ge)性化多孔(kong)硅膠(jiao)義眼, 其(qi)優(yōu)異的生(sheng)物相容(rong)性,為個性化(hua)義眼的性能(neng)研究與臨(lin)床應用奠定(ding)了基礎。文獻(xian)利用氣溶膠微(wei)噴射打(da)印工藝制備(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(yi)參數(shù)對打印(yin)寬度的(de)影響規(guī)律(lv),驗證了PDMS 噴射(she)打印(yin)工藝在智能穿(chuan)戴設備(bei)方面的(de)應用(yong)潛力。PDMS 材料在未(wei)固化狀態(tài)(tai)下具有較(jiao)強的流動(dong)和浸潤性(xing),無法采(cai)用擠出(chu)式打印工(gong)藝構(gou)建大體積復(fu)雜結構, 將(jiang)PDMS和粉(fen)末材料混(hun)合制備功能(neng)材料(liao)是當(dang)前的主流方式(shi),可極大(da)提高打印精度(du)和結構尺(chi)寸。文獻以氧化(hua)鋯和PDMS 分別(bie)作為分散(san)相和(he)連續(xù)相,不同(tong)分散相含量的(de)流變測試表(biao)明,配制的復合(he)打印材(cai)料具有(you)非牛頓流體特(te)性,復合(he)材料中(zhong)氧化鋯粉末的(de)體積分數(shù)在25%時(shi),打印(yin)材料便于擠(ji)出且成(cheng)形較好。
PDMS 作為性(xing)能優(yōu)異的柔(rou)性材料, 不(bu)僅是軟(ruan)體機器人主體(ti)部分的(de)理想材料(liao),還在很多高新(xin)技術領域具(ju)有廣泛(fan)的應(ying)用價值(zhi)。但受到流動(dong)性和(he)浸潤性(xing)的影響,PDMS 不具(ju)備擠出式(shi)打印(yin)的能力(li),需將其混(hun)入增強(qiang)相,提高材(cai)料的屈服(fu)強度,才能(neng)維持復雜(za)結構的(de)形狀穩(wěn)定。然(ran)而,氣相二氧(yang)化硅顆粒的比(bi)例會對硅膠墨(mo)水的粘接產生(sheng)很大影響(xiang)。
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(shi)樣的拉伸強(qiang)度和斷裂伸(shen)長率
2、硅膠墨(mo)水半球形腔體(ti)壓縮測試(shi),可以用于測定(ding)壓縮模量或壓(ya)縮強(qiang)度