Prva faza studije bila je usmjerena na odabir monomera koji bi služio kao građevni blok za polimernu smolu. Monomer se mora stvrdnjavati UV-zračenjem, imati relativno kratko vrijeme stvrdnjavanja i pokazivati poželjna mehanička svojstva prikladna za primjene s većim stresom. Tim se, nakon testiranja tri potencijalna kandidata, na kraju odlučio za 2-hidroksietil metakrilat (nazvat ćemo ga samo HEMA).
Nakon što je monomer zaključan, istraživači su krenuli pronaći optimalnu koncentraciju fotoinicijatora zajedno s odgovarajućim sredstvom za ekspandiranje s kojim bi uparili HEMA. Dvije vrste fotoinicijatora testirane su na njihovu spremnost na stvrdnjavanje pod standardnim 405nm UV svjetlima koja se obično nalaze u većini SLA sustava. Fotoinicijatori su kombinirani u omjeru 1:1 i umiješani u 5% težine za najoptimalniji rezultat. Sredstvo za ekspandiranje – koje bi se koristilo za olakšavanje širenja HEMA-ine stanične strukture, što bi rezultiralo 'pjenjenjem' – bilo je malo teže pronaći. Mnogi testirani agensi bili su netopivi ili ih je bilo teško stabilizirati, no tim se konačno odlučio za netradicionalno sredstvo za ekspandiranje koje se obično koristi s polimerima sličnim polistirenu.
Složena mješavina sastojaka korištena je za formuliranje konačne fotopolimerne smole i tim je počeo raditi na 3D ispisu nekoliko ne tako složenih CAD dizajna. Modeli su 3D ispisani na Anycubic Photon u 1x mjerilu i zagrijavani na 200°C do deset minuta. Toplina je razgradila sredstvo za puhanje, aktivirajući djelovanje smole na pjenjenje i povećavajući veličinu modela. Nakon usporedbe dimenzija prije i nakon ekspanzije, istraživači su izračunali volumetrijske ekspanzije do 4000% (40x), gurajući 3D ispisane modele izvan dimenzionalnih ograničenja Photonove građevne ploče. Istraživači vjeruju da bi se ova tehnologija mogla koristiti za lagane aplikacije kao što su aeroprofili ili pomoćna sredstva za uzgon zbog iznimno niske gustoće ekspandiranog materijala.
Vrijeme objave: 30. rujna 2024
