具有弹性空心纤维的硅橡胶多孔材料阵列及其制备方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-01-30 11:56:56
本发明属于多孔材料增材制造技术领域,具体涉及一种具有弹性空心纤维的硅橡胶多孔材料阵列及其制备方法。本发明的多孔材料阵列包括两层或两层以上的空心纤维阵列结构,上下相邻层空心纤维阵列结构以一定角度彼此互相交叉,每层空心纤维阵列结构均包括多根平行设置的弹性空心纤维。本发明制备方法得到的空心纤维阵列结构作为基材,形成的缓冲减振产品或柔性电子产品,具有较好的压缩与自恢复能力,且不同于现有的空心硅橡胶制造技术,解决了现有技术中工艺复杂和成本高的问题,具有结构简单以及节省人力和时间等成本的优势,避免了传统的空心硅橡胶利用模具或者手动的繁琐生产工艺,能够满足不同用户对3D图形、几何尺寸等不同的要求。
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供了一种具有弹性空心纤维的硅橡胶多孔材料阵列及其制备方法。本发明以多层空心纤维阵列结构作为基材,形成的缓冲减振产品或柔性电子产品,具有较好的压缩与自恢复能力,解决了现有技术中的工艺复杂和成本高的问题,具有结构简单以及节省人力和时间等成本的优势。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种具有弹性空心纤维的硅橡胶多孔材料阵列及其制备方法,其特征在于,该多孔材料阵列及其制备方法具有以下特征:
一种具有弹性空心纤维的硅橡胶多孔材料阵列,包括两层或两层以上空心纤维阵列结构,相邻层空心纤维阵列结构彼此互相交叉,夹角为θ,0<θ≤90°。
所述空心纤维阵列结构包括多根平行设置的弹性空心纤维,弹性空心纤维包括弹性壳体和壳体内的空气层,其中,空气层形成缓冲气囊阵列,弹性壳体形成缓冲气囊保形外壳。
随着科学技术的不断进步,越来越多的柔性电子产品和缓冲减振产品转向柔性化和个性化定制,如可穿戴设备和集成芯片的缓冲层等,这些产品不仅要求电子元件的正常运转,还要求电子元件可随着用户的需要进行弹性形变,也就需要其具有较好的缓冲减振及自恢复功能,这样的需求无疑对传统制造产生巨大挑战。现有柔性电子的相关研究制造,是通过铸模的方式将导电材料嵌入到弹性材料中并进行封装成型。但是现有弹性泡沫的相关研究制造存在以下局限性:(1)现有的传统铸模方式需要事先制造模具,生产成本很高,并且如果根据不同的需要进行不同的工艺调整,还要根据需要进行模具的更换,造成人力、时间和成本的大量浪费;(2)现有的缓冲减振功能件由于设计周期较长,导致无法随时按需求变更结构种类或尺寸形状,难以满足用户越来越多的个性化定制要求。
江南大学(Jiangnan University),坐落于无锡市,是中华人民共和国教育部直属高校,国家“双一流”建设高校, “211工程”、“985工程优势学科创新平台”重点建设高校,入选国家“111计划”、卓越农林人才教育培养计划、卓越工程师教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家级新工科研究与实践项目,是高水平行业特色大学优质资源共享联盟成员、“一带一路”高校食品教育科技联盟成员、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家大学生文化素质教育基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地。
本发明提供的空心纤维阵列结构,通过设置两层或两层以上空心纤维阵列结构,相邻层空心纤维阵列以一定角度彼此互相交叉,每层空心纤维阵列结构均包括多根平行设置的弹性空心纤维,每根所述弹性空心纤维均包括壳体和壳体内的空气层,空气层形成缓冲气囊阵列,弹性壳体形成缓冲气囊外壳。这种多层空心纤维阵列结构作为基材,形成的缓冲减振产品或柔性电子产品,具有较好的压缩与自恢复能力,且由于不同于现有的空心硅橡胶制造技术,解决了现有技术中的工艺复杂和成本高的问题,具有结构简单以及节省人力和时间等成本的优势,避免了传统的空心硅橡胶利用模具或者手动的繁琐生产工艺,能够满足不同用户对3D图形、几何尺寸等不同的要求,同时该制造方法所生产的缓冲减振功能件具有成型好、连续程度高、过程不间断、可大批量生产等诸多优点,节约人力、时间和生产成本。
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