2023年2月27日，韩国高丽大学研究人员在《Additive Manufacturing》上发表题为Optimization of piezoelectric polymer composites and 3D printing parameters for flexible tactile sensors的研究论文，采用DLP打印技术制备了具有增厚结构的柔性压电-聚合物复合材料，并显示出良好的柔韧性、高压电系数(dss)以及比典型平面结构强大约3倍的压电电压输出。
//doi.org/10.1016/j.addma.2023.103470
研究内容解读
图1 (a)功能化的硅烷偶联剂PMN-PZT在水中的粒子反应示意图。(b)含功能化PMN-PZT颗粒和分散剂的聚氨酯丙烯酸酯单体和低聚物的紫外光固化聚合物的化学结构。
图2 (a)含高固含量的不同配方的陶瓷悬浮液原理图。
图3 30 wt% PMN-PZT聚合物树脂在(a) 60 s，紫外激光曝光时间和(b) 5.4 mW/cm2紫外激光强度下，添加和不添加0.2 wt%光吸收体时的固化深度(D)和剩余宽度(Wex)。固化深度和多余宽度取决于(c)颗粒大小和(d)颗粒浓度在60 s，紫外激光曝光时间。
图5三维模型(a)平板，(b)菱形，和(c)变形结构。用硅烷偶联剂和巴斯夫分散剂打印的50 wt% TMSPM-PMN-PZT树脂样品呈(d)平板结构、(e)菱形结构和(f)异型结构。添加硅烷偶联剂和巴斯夫分散剂的50 wt% TMSPM-PMN-PZT树脂打印样品的SEM截面图(g)为平板结构，(h)为菱形结构，(i)为异型结构。
图7 (a)设计示意图和(b)用于压电复合材料的3d打印平板和增厚结构的图像。(c)基于50 wt% TMSPM-PMN-PZT复合树脂和巴斯夫分散剂的3d打印可拉伸增厚结构图像。(d) 50 wt% PMN-PZT复合材料、50 wt% TMSPM-PMN-PZT复合材料和添加巴斯夫分散剂的50 wt% TMSPM-PMN-PZT复合材料压电电荷常数(d3a)的实验结果。(e) 50 wt% PMN-PZT复合材料，50 wt% TMSPM-PMN-PZT复合材料，50 wt% TMSPM-PMN-PZT复合材料，厚度为0.8 mm的平板结构的输出电压。(f) 50 wt% TMSPM-PMN-PZT复合材料，含basf分散剂，与3.2 mm厚度的平板和增厚结构相比，压电电压随载荷的模拟和实验结果。(g)基于50 wt% TMSPM-PMN-PZT复合材料(含3.2 mm厚度的巴斯夫分散剂)在20 N负载下3d打印平面和变形样品的输出电压的实验结果。
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中国九游会科技团队DLP 3D打印机可打印压电陶瓷结构，DLP光固化3D打印技术具有打印精度高、打印速度快的特点，可适应众多材料体系，广泛应用于医疗、电子、教育、建筑等领域，实现了工业复杂零部件大批量、个性化定制生产。同时，中国九游会科技团队建立了整合“设备产品—技术培训—售后指导”三位一体的服务模式，打造一站式3D打印解决方案供应商，为各行业提供专业的3D打印服务及产品。
图1 中国九游会科技3D打印的压电陶瓷成品
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