《使用微流体液滴系统调整3D打印的柔性材料》
微流控技术的核心是围绕行为,操纵和控制流体,使这些流体被限制在很小的范围内。当处理亚毫米级的流体时,精确处理至关重要。
加利福尼亚大学戴维斯分校(UCDavis)的工程师团队在《美国国家科学院院刊》上发表了一篇研究论文,该论文使用了基于液滴的新型微流体系统3D打印柔性材料。
研究团队提出了一种使用液滴夹杂物在印刷点调制挤出油墨的方法,这种方法代表了适应微流体技术和开发下一代增材制造技术原理的持续趋势。
3D打印既经济又高效,不过很难用多种材料来制造具有最佳柔软度的组件。加州大学戴维斯分校化学工程助理教授万建迪意识到,典型的3D打印机喷嘴与学生在他的实验室中研究的玻璃毛细管微流体设备没有什么不同,玻璃毛细管微流体设备具有相互放置的多个喷嘴。
大多数基于挤压的3D打印机使用的都是非常简单的喷嘴,开发的玻璃微流体技术可以将由聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)组成的水性溶液的液滴封装在常见的有机硅中,基有机聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)。该设备使用多相滴注系统产生小的PEGDA液滴。
在这种情况下,PDMS在滴头周围流动,而PEGDA液滴被均匀地引入到有机硅基聚合物中。这样,两种材料将一起流到3D打印的任何结构上。
该系统可以灵活的调整3D打印结构,这在可穿戴技术、组织工程、软机器人和生物打印等应用中可能非常有益。
微小的PEGDA液滴被PDMS材料包围,一旦PEGDA扩散出去,PDMS就会化学软化-从而产生更灵活的结构。还可以将其他化学物质封装在液滴中,以使整个基质更加柔软或更硬。
在他们的研究中,研究人员发现PEGDA液滴显着改变了“局部PDMS化学”,3D打印的构造物的弹性模量降低了85%。
通过改变液滴的流速和大小来调整结构的柔韧性,基于液滴的系统还可以制造出多孔的柔性组件。实际上可以就地改变“液滴的空间分布”,以操纵机械特性,包括“含水和液态金属液滴”。
通过分散铁磁流体液滴在PDMS中赋予了磁性功能,合理设计和打印了基本的磁响应软机器人执行器,以此作为基于液滴的策略的功能演示。
由于该系统使操作材料的灵活性变得非常容易,因此在3D打印微流体设备方面,研究人员可以享受更多选择。
白令三维认为这将打开一个新的研究领域,将成熟的微流体技术应用于3D打印代表了新的发展方向。
阅读到结尾的小伙伴,希望今天有关3D打印的知识可以带给你新的认知。 要是想了解更多的3D打印知识,欢迎持续关注白令三维哦~