Prva faza študije je bila osredotočena na izbiro monomera, ki bi deloval kot gradnik polimerne smole. Monomer se je moral strjevati z UV-žarki, imeti relativno kratek čas strjevanja in imeti zaželene mehanske lastnosti, primerne za uporabo pri višjih obremenitvah. Ekipa se je po testiranju treh potencialnih kandidatov na koncu odločila za 2-hidroksietil metakrilat (imenovali ga bomo preprosto HEMA).
Ko je bil monomer fiksiran, so se raziskovalci lotili iskanja optimalne koncentracije fotoiniciatorja skupaj z ustreznim penilnim sredstvom, s katerim bi združili HEMA. Dve vrsti fotoiniciatorjev so testirali glede njune pripravljenosti za strjevanje pod standardnimi UV-lučmi z valovno dolžino 405 nm, ki se običajno nahajajo v večini SLA sistemov. Fotoiniciatorja sta bila združena v razmerju 1:1 in zmešana v koncentraciji 5 % po teži za dosego najbolj optimalnega rezultata. Penilno sredstvo – ki bi se uporabilo za lažjo ekspanzijo celične strukture HEMA, kar bi povzročilo "penjenje" – je bilo nekoliko težje najti. Mnoga testirana sredstva so bila netopna ali jih je bilo težko stabilizirati, vendar se je ekipa na koncu odločila za netradicionalno penilno sredstvo, ki se običajno uporablja s polimeri, podobnimi polistirenu.
Kompleksna mešanica sestavin je bila uporabljena za formuliranje končne fotopolimerne smole, ekipa pa se je lotila 3D-tiskanja nekaj manj zapletenih CAD modelov. Modeli so bili 3D-natisnjeni na Anycubic Photon v merilu 1x in segreti pri 200 °C do deset minut. Toplota je razgradila penilno sredstvo, aktivirala penjenje smole in povečala velikost modelov. Po primerjavi dimenzij pred in po ekspanziji so raziskovalci izračunali volumetrične ekspanzije do 4000 % (40x), s čimer so 3D-natisnjeni modeli presegli dimenzijske omejitve Photonove gradbene plošče. Raziskovalci verjamejo, da bi se ta tehnologija lahko uporabljala za lahke aplikacije, kot so aerodinamični profili ali vzgonski pripomočki zaradi izjemno nizke gostote ekspandiranega materiala.
Čas objave: 30. september 2024
