所有的墨水直写3D打印都是由一台自行搭建的打印系统完成。该3D打印系统是由一台改装的热熔沉积(FDM) 3D打印机和一个由气泵和气压控制器(983A, JND)组成的挤出系统组装而成。水凝胶墨水装载到注射器中，注射剂可以更换不同直径的锥形喷嘴(使用的喷嘴直径范围160μm到410μm)。
水凝胶3D打印墨水的流变性能是由流变仪(MCR302 Anton-Paar)测定的。测试中使用的是50 mm直径的平板，参考温度为25℃。剪切应力范围 1-1000 Pa、频率1赫兹的动态振荡压力扫描测试定量确定储存模量与损耗模量随着振荡压力的变化。为探索墨水的粘度，进行了剪切速率为0.01-1000 s-1的稳态流测试。理论上，屈服应力是启动流动所需的最小剪应力。使用流变仪测量和分析屈服应力的测试技术有很多，包括动态应力/应变扫描(DS)、稳态应力扫描(SS)和从高到低剪切速率(SR)的稳态速率扫描。我们选择了动态应力扫描，屈服应力为模量曲线下弯的起始值。测定屈服应力的示意图
为了研究水凝胶的杨氏模量和临界拉伸能力，进行了一系列单轴拉伸试验。单轴拉伸试件尺寸如图b所示。为了确定DN水凝胶的断裂能，采用了Rivlin和Thomas介绍的方法：一个样品没有初始裂纹，另一个样品有初始裂纹。每个样品的宽度b=50mm，厚度t=2mm。两个夹具之间的初始距离为l=10mm。未开槽试样所做的功如图c所示。然后将初始裂纹为10mm的样本进行拉伸试验，得到初始裂纹开始传播时夹具之间的临界距离。
(a)不同 Carbomer 含量的 AAm 水凝胶与双网络水凝胶单轴拉伸试验的应
力-拉伸曲线;(b)单轴拉伸试件的正面及侧面图;(c)初始裂纹试样和无初始裂纹试
样的纯剪试验的力-位移曲线;(d)纯剪试件的正面和侧面图。
