Prva faza studije bila je usmjerena na odabir monomera koji bi djelovao kao gradivni blok za polimernu smolu. Monomer je morao biti UV-stvrdnjavajući, imati relativno kratko vrijeme stvrdnjavanja i pokazivati poželjna mehanička svojstva pogodna za primjene s većim naprezanjima. Tim se, nakon testiranja tri potencijalna kandidata, na kraju odlučio za 2-hidroksietil metakrilat (nazvat ćemo ga jednostavno HEMA).
Nakon što je monomer fiksiran, istraživači su krenuli u pronalaženje optimalne koncentracije fotoinicijatora, zajedno s odgovarajućim sredstvom za pjenjenje koje bi uparilo HEMA. Dvije vrste fotoinicijatora testirane su na njihovu spremnost da se stvrdnjavaju pod standardnim UV svjetlom od 405 nm, koje se obično nalazi u većini SLA sistema. Fotoinicijatori su kombinovani u omjeru 1:1 i pomiješani u količini od 5% težinski za najoptimalniji rezultat. Sredstvo za pjenjenje - koje bi se koristilo za olakšavanje širenja ćelijske strukture HEMA, što rezultira 'pjenjenjem' - bilo je malo teže pronaći. Mnogi od testiranih sredstava bili su nerastvorljivi ili ih je bilo teško stabilizovati, ali se tim konačno odlučio za netradicionalno sredstvo za pjenjenje koje se obično koristi sa polimerima sličnim polistirenu.
Složena mješavina sastojaka korištena je za formuliranje konačne fotopolimerne smole, a tim se bacio na 3D printanje nekoliko ne tako složenih CAD dizajna. Modeli su 3D printani na Anycubic Photonu u mjerilu 1x i zagrijavani na 200°C do deset minuta. Toplota je razgradila sredstvo za pjenjenje, aktivirajući djelovanje pjenjenja smole i proširujući veličinu modela. Nakon poređenja dimenzija prije i poslije ekspanzije, istraživači su izračunali volumetrijsko širenje do 4000% (40x), pomjerajući 3D printane modele izvan dimenzionalnih ograničenja Photonove ploče za izradu. Istraživači vjeruju da bi se ova tehnologija mogla koristiti za lagane primjene kao što su aeroprofili ili pomagala za uzgon zbog izuzetno niske gustoće ekspandiranog materijala.
Vrijeme objave: 30. septembar 2024.
