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Updated: Jul 12, 2025
06:17
Production of a Strain-Measuring Device with an Improved 3D Printer
Published on: January 30, 2020
6.2K
基于可光固化的聚合物3D打印:用于人类动力学监测的先进灵活应变传感器
Christopher Billings1, Ridwan Siddique2, Yingtao Liu1
1School of Aerospace and Mechanical Engineering, University of Oklahoma, 865 Asp Ave., Norman, OK 73019, USA.
Polymers
|October 28, 2023
概括
研究人员使用3D打印与生物相容纳米复合材料开发了先进的可穿戴应变传感器. 这些传感器精确监测手指运动,为医疗应用提供高耐用性和灵活性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 基于光聚合的增材制造 (AM) 提供了可穿戴传感器的解决方案.
- 将纳米颗粒纳入聚合物树脂可以增强定制纳米复合材料的机械,电气和化学性能.
- 生物相容材料对于医疗应用至关重要.
研究的目的:
- 使用增材制造开发精确的,定制的应变传感器,用于可穿戴应用.
- 调查使用与多壁碳纳米管 (MWCNTs) 增强的生物相容聚合物树脂.
- 评估3D打印纳米复合材料应变传感器的性能和特性.
主要方法:
- 使用基于数字光处理 (DLP) 的AM系统,使用低成本,生物相容的聚合物树脂.
- 用多壁碳纳米管 (MWCNTs) 增强树脂,并采用行星剪切混合以实现均分散.
- 描述传感器性能,包括最大应变,耐用性,空间分辨率和MWCNT对齐.
主要成果:
- 3D打印的应变传感器达到244%的最大应变,在较低的应变范围下,在数百个循环中保持性能.
- 增材制造工艺使空间分辨率低于30微米,并促进了印刷平面中的MWCNT对齐.
- 高放大图像证实了均的MWCNT分散,并确定了MWCNT在断裂点的撤出.
结论:
- 开发的纳米复合材料和3D打印工艺适合创建定制的可穿戴式应变传感器.
- 这些传感器显示出人类动力学监测和传感的巨大潜力,包括手指运动检测.
- 生物相容性和强大的性能使得这些传感器成为医疗和可穿戴技术应用的强大候选者.
