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噴槍 3D 打印機用于弛豫鐵電致動器的增材制造

3D打印動態(tài)
2024
01/26
10:27
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來源: EngineeringForLife

由于電活性聚合物(EAP)器件獨特的結(jié)構(gòu)和組成材料的不同性能,其增材制造帶來了巨大的挑戰(zhàn)。它需要沉積具有不同性能的多種功能材料,在層厚上達到微米級的分辨率,并在保留先前沉積的功能材料層的同時執(zhí)行增量沉積和固化步驟。
鑒于此,代爾夫特理工大學Andres Hunt等人介紹了噴槍式3D打印機的概念,并將其應(yīng)用于EAP傳感器的制造。采用標準的擠壓機平臺,結(jié)合雙流體霧化器(即噴槍)作為沉積工具,構(gòu)建了3D打印機。開發(fā)了一種碳黑電極印刷彎曲P(VDF-TrFE-CTFE)致動器的工藝,并制備了單層和雙層EAP致動器。
本文要點:
(1)本文提出了一種基于噴槍的 3D 打印機,用于智能材料傳感器的增材制造。開發(fā)了一種制造弛豫鐵電致動器的工藝,并研究了所得致動器的性能。

(2)噴涂印刷可以實現(xiàn)定制設(shè)計圖案中功能性油墨的無接觸、無掩模和自動沉積。它使印刷油墨具有廣泛的流變特性和懸浮顆粒尺寸。

(3)制造了單層和雙層的彎曲懸臂 P(VDF-TrFE-CTFE) 制動器,證明了該系統(tǒng)的多功能性。打印機的分辨率達到0.5 mm(面內(nèi))和0.63 μm(厚度),并允許霧化高達7%的P(VDF-TrFE-CTFE)溶液,18 mm x 4 mm EAP驅(qū)動器在準靜態(tài)和共振操作下分別實現(xiàn)了340 μm和3.7 mm的尖端偏轉(zhuǎn)。

總而言之,噴槍打印被證明是一種用于打印具有廣泛性質(zhì)的前體材料的可靠方法,并有望成為打印其他被動和刺激響應(yīng)材料和裝置的通用方法。

文章來源:
https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.103982


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