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3D Printing of Interdigitated Dielectric Elastomer Actuators

机译：叉指式介电弹性体执行器的3D打印

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Dielectric elastomer actuators (DEAs) are soft electromechanical devices that exhibit large energy densities and fast actuation rates. They are typically produced by planar methods and, thus, expand in-plane when actuated. Here, reported is a method for fabricating 3D interdigitated DEAs that exhibit in-plane contractile actuation modes. First, a conductive elastomer ink is created with the desired rheology needed for printing high-fidelity, interdigitated electrodes. Upon curing, the electrodes are then encapsulated in a self-healing dielectric matrix composed of a plasticized, chemically crosslinked polyurethane acrylate. 3D DEA devices are fabricated with tunable mechanical properties that exhibit breakdown fields of 25 V mu m(-1) and actuation strains of up to 9%. As exemplars, printed are prestrain-free rotational actuators and multi-voxel DEAs with orthogonal actuation directions in large-area, out-of-plane motifs.
机译：介电弹性体致动器（DEAs）是一种软机电设备，具有大的能量密度和快速的致动速率。它们通常通过平面方法生产，因此在致动时会在平面内扩展。在此，报告了一种制造具有平面内收缩致动模式的3D叉指式DEA的方法。首先，以印刷高保真，叉指状电极所需的流变学特性创建导电弹性体油墨。固化后，将电极封装在由可塑，化学交联的聚氨酯丙烯酸酯组成的自修复介电基质中。 3D DEA设备具有可调的机械性能，具有25 Vμm（-1）的击穿场和高达9％的驱动应变。作为示例，印刷的是无预应力旋转执行器和在大面积，平面外图案中具有正交驱动方向的多体素DEA。

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