柔性压力传感器有着灵敏度高、适用范围广等特点,目前在电子皮肤、医疗保健、航空航天、环境监测等领域有着广泛的应用。然而,柔性压力传感器的制备周期长、封装成本高以及易剥离等缺点在一定程度上制约了其应用领域的进一步扩大。为此,在保证柔性压力传感器性能的前提下,本文提出一种三维打印柔性压力传感器的方法。三维打印成型技术是近十几年发展最为迅猛的技术,因其制作快速、成型性能优越等特点,对传统制造工艺产生了巨大的变化。本文围绕三维打印制备柔性压力传感器所涉及的基础理论、成型工艺和成型材料等关键技术展开研究,主要内容如下:1.依据柔性压力传感器的成型、导电理论推导柔性压力传感器的压阻关系,进行实验和显著性分析,推导出具有统计显著性的数学模型,可适用于三维打印成型柔性压力传感器理论建模。2.在实验室前期的工作积累上,改进柔性压力传感器三维打印成型系统。首先介绍三维成型系统的整体架构,并在此基础上设计三喷头式的机械结构,实现一体化打印制备柔性基底和导电线路;同时主要对控制系统的辅助控制模块进行设计,实时监测系统状态,保证系统正常运行。3.介绍针对柔性压力传感器的分层打印算法,这种算法可精确地实现模型的切片分层。然而在柔性曲面上打印精度要求高的导电线路时,出现导电线路与设计模型之间的尺寸不一致以及导电线路断裂问题,因此对分层算法进行改进,提出柔性曲面打印的算法。这种算法可有效解决导线断裂和尺寸差异问题,提高成型率。4.设计柔性压力传感器三维打印成型工艺;依据工艺选择PDMS柔性基底、导电橡胶以及纳米导电银墨水等成型材料的最佳配比和处理方案;同时设计三种不同结构的柔性压力传感器,分析其特点并打印。最后进行检测分析,结果表明打印出的三种不同结构的柔性压力传感器性能可靠。本文表明采用三维打印工艺可成功制备性能可靠、成本更低的柔性压力传感器,适合推广应用。