技術(shù)文章(zhang)
Technical articles光敏(min)聚二甲基(ji)硅氧烷(PDMS)硅(gui)膠材料(liao)由高度交聯(lián)(lian)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(gou)組成(cheng),在硅(gui)氧鍵(jian)的作用下具(ju)有良(liang)好的熱穩(wěn)(wen)定性、耐輻(fu)射性(xing)、生物相(xiang)容性及化學(xué)(xue)惰性,被廣泛(fan)應(yīng)用(yong)于機(jī)械(xie)、醫(yī)療、化工、航空(kong)航天和(he)生物工程等領(lǐng)(ling)域。
增材制造將(jiang)數(shù)字(zi)模型作為制造(zao)基礎(chǔ)(chu),通過材料逐層(ceng)堆積的方式(shi)實(shí)現(xiàn)三維(wei)實(shí)體的直(zhi)接構(gòu)建,是一種(zhong)先進(jìn)的(de)智能制造技術(shù)(shu)。該技術(shù)基(ji)于計(jì)算機(jī)(ji)模型進(jìn)行(xing)實(shí)體(ti)建模(mo),可實(shí)現(xiàn)制造(zao)材料(liao)的精確控制(zhi),具有(you)復(fù)雜結(jié)構(gòu)快(kuai)速制造的(de)能力。
近年(nian),增材制造行(xing)業(yè)迅速發(fā)(fa)展,打(da)印精度(du)和速度都得到(dao)極大(da)提高(gao),通過增(zeng)材制造(zao)方式對(duì)(dui)PDMS 材料(liao)進(jìn)行制造,將(jiang)為軟體機(jī)器人(ren)、類生命機(jī)器人(ren)和可穿戴(dai)設(shè)備的發(fā)展(zhan)帶來革命性進(jìn)(jin)步。文(wen)獻(xiàn)將生物3D 打(da)印技術(shù)(shu)與微流控芯(xin)片技(ji)術(shù)相結(jié)合(he), 構(gòu)建了(le)三維結(jié)(jie)構(gòu)的器官芯(xin)片,可實(shí)(shi)現(xiàn)芯片制(zhi)造工藝的(de)簡(jiǎn)易化和低(di)成本化,同(tong)時(shí)滿足對(duì)(dui)復(fù)雜異質(zhì)三(san)維微環(huán)境(jing)的精細(xì)需求。文(wen)獻(xiàn)采用嵌(qian)入式(shi)3D 打印技術(shù)進(jìn)行(xing)了PDMS 材料的成(cheng)形,通過(guo)對(duì)支撐(cheng)介質(zhì)的透明(ming)度、流(liu)動(dòng)性及(ji)流變性進(jìn)行優(yōu)(you)化,確定了(le)最佳(jia)打印參(can)數(shù),制備(bei)了個(gè)性(xing)化多孔(kong)硅膠(jiao)義眼(yan), 其優(yōu)異的生物(wu)相容(rong)性,為(wei)個(gè)性化義眼(yan)的性能研(yan)究與(yu)臨床(chuang)應(yīng)用奠定了基(ji)礎(chǔ)。文獻(xiàn)利用氣(qi)溶膠(jiao)微噴(pen)射打印工藝制(zhi)備了PDMS 材料的(de)柔性應(yīng)(ying)變傳感器,探究(jiu)了PDMS 微噴射工(gong)藝參數(shù)對(duì)打(da)印寬度的(de)影響規(guī)律(lv),驗(yàn)證了PDMS 噴射打(da)印工藝(yi)在智能穿(chuan)戴設(shè)備方面(mian)的應(yīng)用(yong)潛力。PDMS 材(cai)料在未固化狀(zhuang)態(tài)下具有(you)較強(qiáng)的流動(dòng)(dong)和浸潤性,無法(fa)采用(yong)擠出式打印工(gong)藝構(gòu)建大(da)體積復(fù)雜結(jié)構(gòu)(gou), 將PDMS和粉末材(cai)料混合制備功(gong)能材(cai)料是當(dāng)前的(de)主流(liu)方式,可(ke)極大提(ti)高打印(yin)精度和結(jié)(jie)構(gòu)尺寸。文獻(xiàn)(xian)以氧(yang)化鋯和(he)PDMS 分別作為分散(san)相和連續(xù)相,不(bu)同分散相含量(liang)的流變(bian)測(cè)試表明(ming),配制的復(fù)合(he)打印(yin)材料具有(you)非牛(niu)頓流體特(te)性,復(fù)合材料中(zhong)氧化鋯粉(fen)末的(de)體積分?jǐn)?shù)在25%時(shí)(shi),打印材(cai)料便于擠出(chu)且成形較好。
PDMS 作為(wei)性能優(yōu)異(yi)的柔(rou)性材料, 不(bu)僅是軟(ruan)體機(jī)器人主(zhu)體部分(fen)的理想材料,還(hai)在很多高(gao)新技術(shù)領(lǐng)(ling)域具有廣(guang)泛的應(yīng)用價(jià)值(zhi)。但受(shou)到流動(dòng)性和浸(jin)潤性的(de)影響(xiang),PDMS 不具備擠出(chu)式打印的能(neng)力,需將其混入(ru)增強(qiáng)相(xiang),提高材料的(de)屈服強(qiáng)度,才(cai)能維持復(fù)(fu)雜結(jié)構(gòu)的形(xing)狀穩(wěn)定。然而,氣(qi)相二(er)氧化硅顆粒的(de)比例會(huì)對(duì)(dui)硅膠(jiao)墨水(shui)的粘接產(chǎn)(chan)生很大影響。
1、硅膠墨(mo)水啞(ya)鈴形試樣(yang)拉伸測(cè)試,可(ke)以用于(yu)測(cè)定(ding)試樣的拉伸(shen)強(qiáng)度和斷裂(lie)伸長率
2、硅膠(jiao)墨水半球形(xing)腔體壓(ya)縮測(cè)試(shi),可以用(yong)于測(cè)定壓縮(suo)模量或壓(ya)縮強(qiáng)度