基于电场驱动多材料主动混合3D打印制造PDMS基变刚度功能梯度衬底的研究

作者：高凡^*; 张源值

来源：中国科学 技术科学, 2020, 50(09): 1200-1210.

• 功能梯度衬底
• 主动混合
• 3D打印
• 电流体动力喷射

功能梯度材料(FGM)由于其多材料组分在空间发生连续变化,可实现依据功能需求定制化完成材料的设计.其在嵌入式传感器/致动器、微机电系统(MEMS)器件、多孔结构和复合材料等领域有着广泛的应用前景.本文提出使用基于电场驱动多材料主动混合3D打印工艺,实现PDMS基微纳SiC颗粒增强型变刚度功能梯度材料衬底的制造.重点通过理论分析,研究了微纳颗粒在流体中的受力特点,利用COMSOL模拟软件进一步分析了预混液入口速度、搅拌桨叶转速、基液黏度对微纳颗粒分散效果的影响.并通过变硬度衬底模型、柔性导线、柔性电极的案例打印,验证了理论分析和数值模拟研究结果的有效性.本研究为功能梯度材料3D打印设备的开发和柔性电子产品衬底的成形及应用提供了理论支撑和方向性指导.

• 单位
  青岛理工大学琴岛学院; 青岛理工大学