Prima fază a studiului s-a concentrat pe selectarea unui monomer care să acționeze ca element constitutiv pentru rășina polimerică. Monomerul trebuia să fie polimerizabil cu UV, să aibă un timp de polimerizare relativ scurt și să prezinte proprietăți mecanice dorite, potrivite pentru aplicații cu solicitări mai mari. Echipa, după testarea a trei potențiali candidați, s-a hotărât în cele din urmă asupra metacrilatului de 2-hidroxietil (îl vom numi pur și simplu HEMA).
Odată ce monomerul a fost fixat, cercetătorii au început să găsească concentrația optimă de fotoinițiator, împreună cu un agent de expandare adecvat pentru a asocia HEMA-ul. Două specii de fotoinițiatori au fost testate pentru a verifica capacitatea lor de a se întări sub lumini UV standard de 405 nm, care se găsesc în mod obișnuit în majoritatea sistemelor SLA. Fotoinitiatorii au fost combinați într-un raport de 1:1 și amestecați la 5% în greutate pentru cel mai optim rezultat. Agentul de expandare – care ar fi utilizat pentru a facilita expansiunea structurii celulare a HEMA-ului, rezultând „spumare” – a fost puțin mai dificil de găsit. Mulți dintre agenții testați au fost insolubili sau dificil de stabilizat, dar echipa a optat în cele din urmă pentru un agent de expandare netradițional, utilizat de obicei cu polimeri de tip polistiren.
Amestecul complex de ingrediente a fost utilizat pentru a formula rășina fotopolimerică finală, iar echipa a început să lucreze la imprimarea 3D a câtorva modele CAD nu tocmai complexe. Modelele au fost imprimate 3D pe un Anycubic Photon la scară 1x și încălzite la 200°C timp de până la zece minute. Căldura a descompus agentul de expandare, activând acțiunea de spumare a rășinii și mărind dimensiunea modelelor. După compararea dimensiunilor pre- și post-expandare, cercetătorii au calculat expansiuni volumetrice de până la 4000% (40x), depășind modelele imprimate 3D limitele dimensionale ale plăcii de construcție a Photon. Cercetătorii cred că această tehnologie ar putea fi utilizată pentru aplicații ușoare, cum ar fi profilurile aerodinamice sau ajutoarele de flotabilitate, datorită densității extrem de scăzute a materialului expandat.
Data publicării: 30 septembrie 2024
