Prima fază a studiului s-a concentrat pe selectarea unui monomer care să acționeze ca element de bază pentru rășina polimerică. Monomerul trebuia să fie întăribil cu UV, să aibă un timp de întărire relativ scurt și să prezinte proprietăți mecanice dorite, potrivite pentru aplicații cu solicitări mai mari. Echipa, după ce a testat trei potențiali candidați, s-a stabilit în cele din urmă pe metacrilat de 2-hidroxietil (îi vom numi doar HEMA).
Odată ce monomerul a fost blocat, cercetătorii au încercat să găsească concentrația optimă de fotoinițiator împreună cu un agent de suflare adecvat cu care să împerecheze HEMA. Două specii fotoinițiatoare au fost testate pentru disponibilitatea lor de a se vindeca sub lumini UV standard de 405 nm, care se găsesc în mod obișnuit în majoritatea sistemelor SLA. Fotoinițiatorii au fost combinați într-un raport de 1:1 și amestecați la 5% din greutate pentru cel mai optim rezultat. Agentul de suflare – care ar fi folosit pentru a facilita expansiunea structurii celulare a HEMA, rezultând „spumare” – a fost puțin mai dificil de găsit. Mulți dintre agenții testați au fost insolubili sau greu de stabilizat, dar echipa s-a hotărât în cele din urmă pe un agent de expandare netradițional, utilizat în mod obișnuit cu polimeri asemănătoare polistirenului.
Amestecul complex de ingrediente a fost folosit pentru a formula rășina fotopolimer finală, iar echipa a început să lucreze la imprimarea 3D a câteva modele CAD nu atât de 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 suflare, activând acțiunea de spumare a rășinii și extinzând dimensiunea modelelor. Comparând dimensiunile pre și post-expansiune, cercetătorii au calculat expansiuni volumetrice de până la 4000% (40x), împingând modelele imprimate 3D peste limitările dimensionale ale plăcii de construcție a Photonului. Cercetătorii cred că această tehnologie ar putea fi utilizată pentru aplicații ușoare, cum ar fi foile aerodinamice sau ajutoarele pentru flotabilitate, datorită densității extrem de scăzute a materialului expandat.
Ora postării: 30-sept-2024
