Prva faza študije je bila osredotočena na izbiro monomera, ki bi deloval kot gradnik za polimerno smolo. Monomer je moral biti UV-strdljiv, imeti je relativno kratek čas strjevanja in želene mehanske lastnosti, primerne za aplikacije z večjim stresom. Ekipa se je po testiranju treh potencialnih kandidatov na koncu odločila za 2-hidroksietil metakrilat (imenovali ga bomo samo HEMA).
Ko je bil monomer zaklenjen, so se raziskovalci odločili najti optimalno koncentracijo fotoiniciatorja skupaj z ustreznim sredstvom za razpenjanje, s katerim bi povezali HEMA. Dve vrsti fotoiniciatorjev sta bili testirani glede njune pripravljenosti za strjevanje pod standardnimi 405 nm UV-lučmi, ki jih običajno najdemo v večini sistemov SLA. Fotoiniciatorje smo združili v razmerju 1:1 in vmešali pri 5 masnih % za najbolj optimalen rezultat. Sredstvo za razpenjanje – ki bi ga uporabili za olajšanje širjenja celične strukture HEMA, kar bi povzročilo „penjenje“ – je bilo nekoliko težje najti. Veliko preizkušenih sredstev je bilo netopnih ali jih je bilo težko stabilizirati, vendar se je ekipa končno odločila za netradicionalno sredstvo za razpenjanje, ki se običajno uporablja pri polimerih, podobnih polistirenu.
Kompleksna mešanica sestavin je bila uporabljena za oblikovanje končne fotopolimerne smole in ekipa se je lotila 3D-tiskanja nekaj ne tako zapletenih modelov CAD. Modeli so bili 3D natisnjeni na Anycubic Photon v 1x merilu in segrevani pri 200 °C do deset minut. Toplota je razgradila sredstvo za pihanje, 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-natisnjene modele potisnili mimo dimenzijskih omejitev gradbene plošče Photon. Raziskovalci verjamejo, da bi to tehnologijo lahko uporabili za lahke aplikacije, kot so aerokrila ali pripomočki za plovnost zaradi izjemno nizke gostote ekspandiranega materiala.
Čas objave: 30. september 2024
