技術(shù)文章
Technical articles光敏聚二甲基(ji)硅氧烷(PDMS)硅(gui)膠材料由高(gao)度交聯(lián)的網(wǎng)狀(zhuang)結(jié)構(gòu)(gou)組成(cheng),在硅氧鍵的作(zuo)用下具(ju)有良好(hao)的熱穩(wěn)定(ding)性、耐輻射性(xing)、生物相(xiang)容性及化學(xué)(xue)惰性,被(bei)廣泛應(yīng)(ying)用于機(jī)械(xie)、醫(yī)療、化工、航(hang)空航天(tian)和生物工程(cheng)等領(lǐng)域。
增材制造(zao)將數(shù)字模型作(zuo)為制造基(ji)礎(chǔ),通(tong)過材料逐層堆(dui)積的方式(shi)實(shí)現(xiàn)三維實(shí)(shi)體的直接(jie)構(gòu)建,是一(yi)種先進(jìn)(jin)的智能(neng)制造技術(shù)(shu)。該技術(shù)基于(yu)計(jì)算機(jī)(ji)模型進(jìn)(jin)行實(shí)體建模(mo),可實(shí)現(xiàn)制(zhi)造材料的精(jing)確控制(zhi),具有復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)快速制造(zao)的能力。
近年,增材(cai)制造行業(yè)(ye)迅速發(fā)展,打(da)印精度和速(su)度都得到極(ji)大提(ti)高,通過(guo)增材制(zhi)造方(fang)式對PDMS 材料進(jìn)行(xing)制造,將(jiang)為軟體機(jī)(ji)器人(ren)、類生(sheng)命機(jī)器(qi)人和可穿戴(dai)設(shè)備的發(fā)(fa)展帶來革命(ming)性進(jìn)步。文(wen)獻(xiàn)將(jiang)生物3D 打(da)印技術(shù)與微(wei)流控芯(xin)片技術(shù)相(xiang)結(jié)合(he), 構(gòu)建了三(san)維結(jié)構(gòu)的器官(guan)芯片,可(ke)實(shí)現(xiàn)芯片制造(zao)工藝的簡易(yi)化和低成本化(hua),同時(shí)滿足對(dui)復(fù)雜異質(zhì)三(san)維微(wei)環(huán)境的(de)精細(xì)(xi)需求。文獻(xiàn)采(cai)用嵌入式(shi)3D 打印技術(shù)(shu)進(jìn)行了PDMS 材料的(de)成形,通過對支(zhi)撐介質(zhì)的透明(ming)度、流動性及(ji)流變(bian)性進(jìn)行優(yōu)(you)化,確(que)定了(le)最佳(jia)打印參(can)數(shù),制備了(le)個(gè)性化多(duo)孔硅(gui)膠義眼, 其優(yōu)(you)異的生(sheng)物相(xiang)容性,為個(gè)(ge)性化義眼的性(xing)能研究與臨床(chuang)應(yīng)用奠定了基(ji)礎(chǔ)。文獻(xiàn)(xian)利用氣溶膠(jiao)微噴射打印工(gong)藝制備了PDMS 材(cai)料的柔性應(yīng)(ying)變傳感(gan)器,探究(jiu)了PDMS 微噴射工(gong)藝參數(shù)對打(da)印寬度的(de)影響(xiang)規(guī)律,驗(yàn)(yan)證了PDMS 噴射(she)打印工藝在(zai)智能穿戴設(shè)(she)備方面(mian)的應(yīng)用潛力。PDMS 材(cai)料在未(wei)固化狀態(tài)下(xia)具有(you)較強(qiáng)的流動和(he)浸潤(run)性,無法采用擠(ji)出式打(da)印工藝(yi)構(gòu)建大體(ti)積復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu), 將PDMS和(he)粉末(mo)材料混合(he)制備功能材(cai)料是當(dāng)前(qian)的主流(liu)方式,可極大提(ti)高打(da)印精度和結(jié)(jie)構(gòu)尺(chi)寸。文(wen)獻(xiàn)以(yi)氧化鋯和PDMS 分別(bie)作為分散相和(he)連續(xù)相,不(bu)同分散相含量(liang)的流變測試(shi)表明(ming),配制的復(fù)合打(da)印材料具有非(fei)牛頓(dun)流體特性,復(fù)合(he)材料中(zhong)氧化鋯粉末(mo)的體積分?jǐn)?shù)(shu)在25%時(shí),打印材(cai)料便于(yu)擠出且成形(xing)較好。
PDMS 作為性能優(yōu)異(yi)的柔性材(cai)料, 不僅是軟體(ti)機(jī)器人主體(ti)部分的理想材(cai)料,還在很多(duo)高新(xin)技術(shù)(shu)領(lǐng)域具有(you)廣泛(fan)的應(yīng)用價(jià)(jia)值。但受到(dao)流動性(xing)和浸潤性的影(ying)響,PDMS 不(bu)具備擠出式打(da)印的能力,需將(jiang)其混入增強(qiáng)(qiang)相,提高材料(liao)的屈服強(qiáng)度(du),才能維(wei)持復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)的形狀穩(wěn)定(ding)。然而(er),氣相(xiang)二氧化硅顆粒(li)的比例會(hui)對硅膠墨(mo)水的粘接(jie)產(chǎn)生很大影響(xiang)。
1、硅膠墨(mo)水啞鈴形試樣(yang)拉伸測試,可(ke)以用于測定試(shi)樣的拉伸強(qiáng)(qiang)度和斷裂伸長(zhang)率
2、硅膠墨水半(ban)球形(xing)腔體壓(ya)縮測試,可以用(yong)于測定壓縮模(mo)量或(huo)壓縮強(qiáng)度