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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于塑性材料的增材制造,具体涉及一种硅橡胶3d打印墨水和布利冈梯度吸能体。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、硅橡胶是一种具有高度交联网状结构的聚有机硅氧烷。由于硅氧键(-si-o-)作用使得硅橡胶具有生物相容性、光学透明、相对的化学惰性、电绝缘、不易燃、不吸收紫外线、低的表面张力、疏水并具有高的透氧性。因此,综合多种性能的硅橡胶聚合物在生物医用制品、功能涂层、电子和光学器件、航天航空、减震缓冲等领域具有广泛的应用价值。然而,硅橡胶制品的加工处理工艺目前仍然是以传统铸模方法为主,存在着成型过程复杂、耗时长、以及力学性能不可控等缺点,严重限制了硅橡胶材料在制造复杂的、多尺度、有序多孔结构等高精器件领域中的发展。
3、为满足精细打印复杂结构的要求,增材制造技术被应用于硅橡胶材料加工领域。快速成型、能够打印大型结构、减少打印缺陷和提高机械性能是推动增材制造技术发展的关键因素。在3d打印中,根据三维计算机模型的数据,通过计算机控制的平移阶段逐层制作设计的三维物体。与需要模具或平版印刷掩模的传统方法不同,3d打印可以在不浪费多余材料的情况下,将计算机辅助设计快速转化为复杂的3d原型。
4、硅橡胶与3d打印的结合提供了一个非常有前景的制造技术,可以实现快速加工从而节省时间和成本。但是硅橡胶材料本身存在流变学行为较差、光固化速率低等不足,影响了其与3d打印成型
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种硅橡胶3d打印墨水和布利冈梯度吸能体,通过热场辅助墨水直写3d打印技术实现硅橡胶打印布利冈梯度吸能体,实现力学性能和机械性能的精细化设计调整。
2、为了实现上述目的,本专利技术的技术方案为:
3、第一方面,一种硅橡胶3d打印墨水,原料包括以下重量份的组分:硅橡胶单体68~82份、阻聚剂5.6~7.8份、扩链剂8~15份和交联剂1.5~3.2份;
4、硅橡胶单体包括pdms se1700、pdms rtv-615和pdms sylgard 184中的一种或多种;
5、粘度范围为:102~106mpa·s。
6、可选的,所述阻聚剂包括对羟基苯甲醚、马来酸二烯丙酯、2,5-二叔丁基对苯二酚中的一种或多种。
7、可选的,所述扩链剂包括乙二胺、n,n-二羟基(二异丙基)苯胺(hpa,英文名isonol))、正丁胺、丙二硫醇、丁二硫醇和2,2-(1,2-乙二基双氧代)双乙硫醇中的一种或多种。
8、可选的,所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯。
9、第二方面,一种利用上述硅橡胶3d打印墨水的布利冈梯度吸能体的打印方法,包括以下步骤:
10、s1、将硅橡胶单体与扩链剂混合均匀获得混合物,向混合物中加入阻聚剂和交联剂混合均匀,除去气泡,获得粘度为102~106mpa·s的硅橡胶3d打印墨水;
11、s2、利用3d打印装置进行3d打印,打印线条间距为0.05~3.2mm,线条宽度为0.1~0.61mm,线条厚度为0.08~0.58mm,同层内打印线条走向相同,相邻打印层之间的线条走向角度为15~90°;
12、s3、打印完成后,将样品加热至120~180℃,保温0.5~3h,获得布利冈梯度吸能体。
13、可选的,s2中,随层数的增加,线条走向角度的旋转方向相同。
14、第三方面,上述布利冈梯度吸能结构的打印方法获得的布利冈梯度吸能体,
15、可选的,获得的布利冈梯度吸能体的弹性模量可调控范围为0.15mpa~0.83mpa,屈服应力为0.05mpa~0.32mpa。
16、第四方面,上述布利冈梯度吸能体在吸能方面的应用。
17、可选的,上述布利冈梯度吸能体在承接坠落的重物时,可以使承重载荷偏移,偏移方向为打印线条偏转方向,承接面为与打印层相平行的面。
18、可选的,上述布利冈梯度吸能体为模块化设计,在降低打印难度的同时可以根据坠落重物的形状组合成特定结构阵列,以适应重物不规则外形造成的载荷分布不均。
19、本专利技术的有益效果为:
20、1.本专利技术公开了一种硅橡胶3d打印墨水,通过设计墨水配比调整其粘度,不添加填料,使硅橡胶3d打印墨水的粘度易于调节,使得墨水直写打印过程流畅不堵塞,打印出的模块化布利冈结构样品形貌规整,线条均匀。
21、2.本专利技术公开了一种利用硅橡胶3d打印墨水打印布利冈梯度吸能体的方法,由于打印墨水中不添加填料,打印墨水的粘度易于调节,进而使布利冈梯度吸能体的力学性能易于调节,调节范围包括:弹性模量范围为0.15mpa~0.83mpa,屈服应力范围为0.05mpa~0.32mpa。
22、3.本专利技术利用3d打印的方法制造布利冈梯度吸能体,相邻打印层之间的打印线条走向为15~90°,可以灵活调节,根据需要调整相邻打印层的角度,获得合适的吸能性质。
23、4.本专利技术制备的布利冈梯度吸能体能够应用于吸能领域,可以在承接坠落的重物时使承重载荷偏移,其模块化设计还能够根据坠落重物的形状组合成特定结构阵列,以适应重物不规则外形造成的载荷分布不均。
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1.一种硅橡胶3D打印墨水,其特征在于,原料包括以下重量份的组分:硅橡胶单体68~82份、阻聚剂5.6~7.8份、扩链剂8~15份和交联剂1.5~3.2份;
2.如权利要求1所述的硅橡胶3D打印墨水,其特征在于,所述扩链剂包括:乙二胺、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺、正丁胺、丙二硫醇、丁二硫醇和2,2-(1,2-乙二基双氧代)双乙硫醇中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的硅橡胶3D打印墨水,其特征在于,所述交联剂包括:三烯丙基异氰脲酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的适用于低频噪声控制的声学超材料吸隔声板,其特征在于,阻聚剂包括:羟基苯甲醚、马来酸二烯丙酯、2,5-二叔丁基对苯二酚中的一种或多种。
5.一种使用上述如权利要求1-4任一所述的硅橡胶3D打印墨水的布利冈梯度吸能体的打印方法,其特征在于,包括以下步骤:
6.如权利要求5所述的布利冈梯度吸能体的打印方法,其特征在于,S1中,首先将硅橡胶单体与扩链剂混合均匀,向混合物中加入阻聚剂和交联剂,利用
7.如权利要求5所述的布利冈梯度吸能体的打印方法,其特征在于,S2中,3D打印的参数包括:挤出压力为0.10~0.50MPa;打印微喷嘴内径为100~610μm;平台打印速度为2~25mm s-1。
8.如权利要求5所述的布利冈梯度吸能体的打印方法,其特征在于,
9.一种如权利要求6-8任一所述的布利冈梯度吸能体的打印方法获得的布利冈梯度吸能体,其特征在于,获得的布利冈梯度吸能体的弹性模量可调控范围为0.15MPa~0.83MPa,屈服应力为0.05MPa~0.32MPa。
10.一种如权利要求9所述的布利冈梯度吸能体在吸能方面的应用,其特征在于,上述布利冈梯度吸能体在承接坠落的重物时,可以使承重载荷偏移,偏移方向为打印线条偏转方向,承接面为与打印层相平行的面;
...【技术特征摘要】
1.一种硅橡胶3d打印墨水,其特征在于,原料包括以下重量份的组分:硅橡胶单体68~82份、阻聚剂5.6~7.8份、扩链剂8~15份和交联剂1.5~3.2份;
2.如权利要求1所述的硅橡胶3d打印墨水,其特征在于,所述扩链剂包括:乙二胺、n,n-二羟基(二异丙基)苯胺、正丁胺、丙二硫醇、丁二硫醇和2,2-(1,2-乙二基双氧代)双乙硫醇中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的硅橡胶3d打印墨水,其特征在于,所述交联剂包括:三烯丙基异氰脲酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的适用于低频噪声控制的声学超材料吸隔声板,其特征在于,阻聚剂包括:羟基苯甲醚、马来酸二烯丙酯、2,5-二叔丁基对苯二酚中的一种或多种。
5.一种使用上述如权利要求1-4任一所述的硅橡胶3d打印墨水的布利冈梯度吸能体的打印方法,其特征在于,包括以下步骤:
6.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:王晓龙,翟飞,张梦星,魏弘瑞,王鹏,姬忠莹,周峰,
申请(专利权)人:烟台先进材料与绿色制造山东省实验室,
类型:发明
国别省市:
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