噴槍 3D 打印機用于弛豫鐵電致動器的增材制造

來源： EngineeringForLife

由于電活性聚合物(EAP)器件獨特的結構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，并將其應用于EAP傳感器的制造。采用標準的擠壓機平臺，結合雙流體霧化器(即噴槍)作為沉積工具，構建了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）噴涂印刷可以實現定制設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)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驅動器在準靜態(tài)和共振操作下分別實現了340 μm和3.7 mm的尖端偏轉。

總而言之，噴槍打印被證明是一種用于打印具有廣泛性質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材料和裝置的通用方法。

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