3D打印柔性微网格的应变传感性能研究

作     者：刘衍均 华晨曦 宋欣雨 邵朋朋 程昌利 刘禹 王震宇 LIU Yanjun;HUA Chenxi;SONG Xinyu;SHAO Pengpeng;CHENG Changli;LIU Yu;WANG Zhenyu

作者机构：江南大学机械工程学院江苏无锡214122 无锡市江大隔振器有限公司江苏无锡214024 江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 

出 版 物：《塑料工业》 (China Plastics Industry)

年 卷 期：2024年第52卷第5期

页      面：129-135页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52375338) “太湖之光”科技攻关计划项目(G20212034) 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室自主研究课题(FMZ202201) 

主　　题：3D打印 复合材料 柔性应变传感器 碳黑 聚二甲基硅氧烷 微网格 

摘      要：本工作通过直书写式三维(3D)打印工艺将碳黑/聚二甲基硅氧烷(CB/PDMS)复合材料精准成型为不同结构类型的柔性微网格。利用光学显微镜表征了复合材料的成型质量和结构差异,通过流变性和电导率测试确定了打印浆料的配比。通过打印速度和挤出气压等制造工艺参数的优化,实现了600μm线宽的稳定成型。系统研究了结构类型对力学和传感性能的影响规律,优化后的简单立方微网格结构的应变灵敏度可达10.33,响应时间为370 ms。验证了柔性微网格在可穿戴器件领域的应用,展现出了优异的实时动态监测的能力。本文为柔性多功能器件的快速、低成本制造提供了新思路,在柔性电子等领域具有广阔的应用前景。