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更新時(shí)間：2025-07-08
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光敏聚二甲基硅氧烷（PDMS）硅膠材料由高度交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成，在硅氧鍵的作用下具有良好的熱穩(wěn)定性、耐輻射性、生物相容性及化學(xué)惰性，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、醫(yī)療、化工、航空航天和生物工程等領(lǐng)域。
增材制造將數(shù)字模型作為制造基礎(chǔ)，通過材料逐層堆積的方式實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體的直接構(gòu)建，是一種先進(jìn)的智能制造技術(shù)。該技術(shù)基于計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行實(shí)體建模，可實(shí)現(xiàn)制造材料的精確控制，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)快速制造的能力。
近年，增材制造行業(yè)迅速發(fā)展，打印精度和速度都得到極大提高，通過增材制造方式對(duì)PDMS 材料進(jìn)行制造，將為軟體機(jī)器人、類生命機(jī)器人和可穿戴設(shè)備的發(fā)展帶來革命性進(jìn)步。文獻(xiàn)將生物3D 打印技術(shù)與微流控芯片技術(shù)相結(jié)合， 構(gòu)建了三維結(jié)構(gòu)的器官芯片，可實(shí)現(xiàn)芯片制造工藝的簡(jiǎn)易化和低成本化，同時(shí)滿足對(duì)復(fù)雜異質(zhì)三維微環(huán)境的精細(xì)需求。文獻(xiàn)采用嵌入式3D 打印技術(shù)進(jìn)行了PDMS 材料的成形，通過對(duì)支撐介質(zhì)的透明度、流動(dòng)性及流變性進(jìn)行優(yōu)化，確定了最佳打印參數(shù)，制備了個(gè)性化多孔硅膠義眼， 其優(yōu)異的生物相容性，為個(gè)性化義眼的性能研究與臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。文獻(xiàn)利用氣溶膠微噴射打印工藝制備了PDMS 材料的柔性應(yīng)變傳感器，探究了PDMS 微噴射工藝參數(shù)對(duì)打印寬度的影響規(guī)律，驗(yàn)證了PDMS 噴射打印工藝在智能穿戴設(shè)備方面的應(yīng)用潛力。PDMS 材料在未固化狀態(tài)下具有較強(qiáng)的流動(dòng)和浸潤性，無法采用擠出式打印工藝構(gòu)建大體積復(fù)雜結(jié)構(gòu)， 將PDMS和粉末材料混合制備功能材料是當(dāng)前的主流方式，可極大提高打印精度和結(jié)構(gòu)尺寸。文獻(xiàn)以氧化鋯和PDMS 分別作為分散相和連續(xù)相，不同分散相含量的流變測(cè)試表明，配制的復(fù)合打印材料具有非牛頓流體特性，復(fù)合材料中氧化鋯粉末的體積分?jǐn)?shù)在25%時(shí)，打印材料便于擠出且成形較好。
PDMS 作為性能優(yōu)異的柔性材料， 不僅是軟體機(jī)器人主體部分的理想材料，還在很多高新技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。但受到流動(dòng)性和浸潤性的影響，PDMS 不具備擠出式打印的能力，需將其混入增強(qiáng)相，提高材料的屈服強(qiáng)度，才能維持復(fù)雜結(jié)構(gòu)的形狀穩(wěn)定。然而，氣相二氧化硅顆粒的比例會(huì)對(duì)硅膠墨水的粘接產(chǎn)生很大影響。
1、硅膠墨水啞鈴形試樣拉伸測(cè)試，可以用于測(cè)定試樣的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率
2、硅膠墨水半球形腔體壓縮測(cè)試，可以用于測(cè)定壓縮模量或壓縮強(qiáng)度
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