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研究员开发出产生强大3D打印部件的混合PDMS弹性体

Release time:2021-09-18 01:26viewed:times
本文摘要:近日,来自宾夕法尼亚州立大学的研究人员早已顺利用于PDMS弹性体混合物3D打印机简单几何形状,各种少见的硅基有机聚合物。3D打印机的PDMS具备出色的剪切强度,可用作模塑或焊PDMS。从一般意义上谈,3D打印机区别于铸和模制上的仅次于优点是可以构建简单的形状,如构成具备简单的内部和外部几何形状的物体,这些形状无法通过将液体材料放入模具中来拷贝。 然而,通过对增材生产工艺展开一些调整,由等价材料做成的3D打印机部件可以比由完全相同材料做成的传统生产的部件更加牢固。

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近日,来自宾夕法尼亚州立大学的研究人员早已顺利用于PDMS弹性体混合物3D打印机简单几何形状,各种少见的硅基有机聚合物。3D打印机的PDMS具备出色的剪切强度,可用作模塑或焊PDMS。从一般意义上谈,3D打印机区别于铸和模制上的仅次于优点是可以构建简单的形状,如构成具备简单的内部和外部几何形状的物体,这些形状无法通过将液体材料放入模具中来拷贝。

然而,通过对增材生产工艺展开一些调整,由等价材料做成的3D打印机部件可以比由完全相同材料做成的传统生产的部件更加牢固。宾夕法尼亚州立大学的一组研究人员在谋求优化用作3D打印机的PDMS(凝二甲基硅氧烷或硅树脂)方面刚获得类似于的成就。

它通过融合两种PDMS弹性体来构建,从而提高了机械特性和更佳的生物黏附性。有时用作生产像芯片实验设备和3D细胞培养平台等,PDMS依然是最普通的产品:耐高温硅胶刮刀等厨具。

但是,虽然像刮刀这样的非常简单形状的物体可以用成型设备生产,但是有时像芯片实验室(lab-on-a-chip)设备这样的微小物体必须更加错综复杂的生产方法。模塑或铸PDMS还有其他缺点。

根据宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学及生物工程副教授IbrahimT.Ozbolat的众说纷纭,铸或微成型“产生的材料力学性能较强,细胞黏附力也较强”。这意味著研究人员常常用于细胞外蛋白如纤连蛋白,以使细胞黏附。

但这并不意味著工程师应当改向3D打印机来处置他们的PDMS,因为材料并不总是具备适合的吸管特性。例如PDMS的弹性体,Sylgard184,在3D打印机中过于黏稠:它像水一样从燃烧室流入,构成水坑。

那么你如何使它展开3D打印机?通过将Sylgard184与另一种PDMS弹性体SE1700混合,宾州州立大学的研究人员需要使混合物展开3D打印机,利用材料的剪切稀化特性,在剪切突发事件上升低粘度的过程。Ozbolat说道:“我们对打印机适性展开了优化,以掌控打印机的完整图案的吸管和保真度。”表明剪切增厚的材料对于3D打印机来说是十分好的,因为它们的粘度波动正好合适3D打印机设备:材料具备充足的粘性,可以静置在燃烧室中而会像水一样滴落,但是在施加压力时需要规整地从燃烧室吸管。

在外面的时候它不会显得更为黏稠,使它变为简单的形状且会坍塌。大多数材料的不道德方式忽略,在受到剪切压力时显得更加黏稠。宾夕法尼亚州立大学的研究某种程度是使PDMS可打印机。

研究人员还期望测试打印机材料的生物黏附性,想到它否可用作细胞培养等生物学应用于。一般来说,情况并非如此,因为模塑的PDMS具备平滑的表面并且也是疏水性的,使其沦为柔软的细胞材料则不太可能。但是用于3D打印机的PDMS结构,研究人员可以创立不光滑的裂缝,非常适合细胞用于。

生物黏附测试牵涉到用于从美国国立公共卫生研究院取得的对还包括人鼻子在内的各种身体部位展开3D打印机的3D模型。鼻子可以在没有支撑结构的情况下展开3D打印机,并且还包括空心腔。研究人员通过MRI扫描仪检查他们的3D打印机鼻子,找到结构精确,完全没畸形。

这要得益于在3D打印机中用于的微米尺寸的针头,其用作除去粘性材料中的任何气泡。令人兴奋的是,3D打印机的PDMS鼻子也展现简单的机械性能。Ozbolat说道:“当我们较为模塑或铸PDMS和3D打印机PDMS的机械特征时,我们找到打印机材料的剪切强度要好得多。

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”对于结论,坚信用户都已知道。打印机的PDMS可以比模塑的PDMS更加强劲,可用作生物应用于,由导电材料做成的功能性器件和多材料结构。

此外,参予该项目的其他研究人员还包括VeliOzbolat、MadhuriDey、BugraAyan、AdomasPovilianskas和MelikC.Demirel。


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