通过增材制造技术制备的多材料压电聚合物结构，用于驱动和传感应用

《CIRP Annals》：Additively manufactured multi-material piezopolymer structures for actuation and sensing

　　

Vasileios Stratiotou Efstratiadis|Apostolos Argyros|Giorgos M. Sarmas|Giannis N. Oikonomou|Dimitris K. Dimitriou|Ioannis Schoinas|Nikolaos A. Chrysochoidis|Dimitris A. Saravanos|Georgios Maliaris|Nikolaos Michailidis

摘要

压电器件的增材制造通常需要多个步骤，这限制了其可扩展性和设计自由度。本文提出了一种一步多材料挤出（MMEX）工艺，该工艺可以同时打印PVDF（一种结构基底）和银纳米粒子电极，随后进行极化处理。通过将MMEX工艺参数与FT-IR测得的电活性（β+γ）相分数相关联，建立了工艺与结构之间的联系。动态悬臂梁测试证明了这种器件的双向功能：同一打印结构既可以作为执行器，也可以作为传感器。经过实验校准的机电耦合有限元模型能够提供可迁移的有效d₃₁值和设计规则，从而实现4D打印超材料及器件的快速定制，以满足特定应用的需求。