1.1.3 3D打印DE

 傳統(tǒng)DE作動(dòng)器是在介電彈性膜狀材料上下表面涂上柔性電極構(gòu)成三明治結(jié)構(gòu)。當(dāng)施加了電壓U，DE材料的上下表面由于極化積累了正負(fù)電荷±Q，正負(fù)電荷相互吸引產(chǎn)生靜電庫(kù)侖力，從而在厚度方向上壓縮材料而使其厚度變小，平面面積擴(kuò)張。傳統(tǒng)制備方法制備出的DE材料大多為薄膜狀，難以制備任意復(fù)雜性狀的DE材料結(jié)構(gòu)。

 Rossiter等在2009年首次提出3D打印DE材料，該課題組將光固化聚丙烯酸材料作為DE材料的集體膜材料，利用紫外光固（Stereolithog-raphy）3D打印技術(shù)，采用雙噴頭紫外光固化3D打印機(jī)，一個(gè)噴頭逐層打印固化支撐結(jié)構(gòu)，另一個(gè)噴頭逐點(diǎn)累加噴射液體聚丙烯酸材料，通過(guò)紫外光照射固化成型，逐層固化形成三維聚丙烯酸基體材料(圖3)，之后將支撐去除，在紫外光固化成型的聚丙烯酸基體材料表面涂抹柔性電極材料，形成DE材料。

 Landgraf等在2013年提出用Aerosol jet printing(噴霧打印)3D打印技術(shù)制造DE材料，基體材料采用硅膠材料，電極材料采用硅膠與碳納米管混合物，通過(guò)逐層固化電極-基體-電極的方式實(shí)現(xiàn)三明治結(jié)構(gòu)DE材料的3D打印。該課題組利用超聲波或者氣壓將硅膠液體轉(zhuǎn)變?yōu)閲婌F狀，之后通過(guò)噴頭將硅膠噴霧噴射到工作平臺(tái)表面實(shí)現(xiàn)硅膠的打印。由于選用的硅膠是雙組份混合固化，問(wèn)了防止雙組份硅膠在噴頭內(nèi)固化堵塞噴頭，該課題組設(shè)計(jì)了雙噴頭打印裝置，通過(guò)兩個(gè)噴頭分別將硅膠兩個(gè)組份以噴霧形式打印，兩個(gè)組分在接觸之后固化，這樣逐點(diǎn)累加固化實(shí)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)DE材料的3D打印制造。

 R.Shepherd和S.Robinson在2013年提出了用紫外光固化硅膠3D打印技術(shù)制造DE材料，基體材料采用可紫外光固化的硅膠材料，電極材料

采用混有炭黑等導(dǎo)電顆粒的水凝膠，通過(guò)改變硅膠的粘度來(lái)增強(qiáng)硅膠的可打印性，采用3D打印技術(shù)逐層固化實(shí)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)DE材料。由于3D打印制備出的DE材料未經(jīng)過(guò)預(yù)拉伸，采用該方法制備出的DE材料變形較小，但是這種方法使制造復(fù)雜性狀DE智能材料結(jié)構(gòu)成為可能。

 A.Creegan和I.Anderson在2014年提出采用雙材料紫外光固化3D打印技術(shù)對(duì)DE基體材料和DE電極材料進(jìn)行同時(shí)打印，紫外光固化3D打印技術(shù)是通過(guò)紫外光束在液體樹脂材料表面移動(dòng)逐點(diǎn)累加固化實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體打印，該課題組提出通過(guò)交替固化兩種液體樹脂材料A和B實(shí)現(xiàn)AB雙材料紫外光3D打印技術(shù)（圖5）。

 DE材料的3D打印技術(shù)目前仍處于初步研究發(fā)展階段，盡管目前通過(guò)3D打印技術(shù)制備出的DE材料性能與傳統(tǒng)方法制備出的DE材料還有差距，但是DE材料3D打印技術(shù)使今后制造任意復(fù)雜三維DE智能材料結(jié)構(gòu)成為了可能，解決了傳統(tǒng)制備方法無(wú)法制備復(fù)雜性狀DE材料的難題。

 

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