机械工程学报

作者：罗斌, 陈花玲, 徐雪杰, 汝杰, 朱子才

单位：1. 西安交通大学机械工程学院 西安 710049;；2. 西安交通大学机械强度与振动国家重点实验室 西安 710049

关键词：PVC凝胶,打印墨水,电活性聚合材料,驱动性能,直写打印；

基金：国家自然科学基金资助项目（91648110）。

鉴于电活性聚合材料PVC凝胶具有驱动电压低、且具有弯曲和拉压变形的双重能力，有望满足软体机器人个性化与结构复杂设计需求，将直写打印技术与材料的成型制备方法结合起来，研究了PVC凝胶的打印工艺。首先，配置了不同浓度的打印墨水，测试了不同浓度打印墨水的流变性能用以表征其可打印性，结果表明配置的PVC凝胶打印墨水整体表现为剪切变稀性质，具有较强的可打印性，其中质量比为聚氯乙烯（PVC）：己二酸丁二酯（DBA）：四氢呋喃（THF）=1：4：12.5的溶液用于打印具有固化速度快，易于挤出的特点。然后，通过单点成线试验，发现打印参数为：挤出流量为0.02 mL/min，扫描速度为36 mm/s时，成线精度可以达到0.15 mm。在此基础上，进行三维叠加打印试验，实现了波纹状、网状、鱼鳞状PVC凝胶结构的3D打印。采用3层鱼鳞状PVC凝胶结构做成叠层，给该结构施加700 V方波电压时，其上下振动位移达到0.21 mm；施加900 V方波电压时，其驱动力为1.18 N，为自身重量的21倍。试验结果表明：直写打印制备出来的PVC凝胶材料驱动性能良好，表明打印工艺的可行性。

来源：2019年第11期

《机械工程学报》期刊编辑部

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