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 puhanje kako bi se HEMA spojio. Dvije vrste fotoinicijatora testirane su na njihovu spremnost na stvrdnjavanje pod standardnim UV svjetlom od 405 nm koje se obično nalazi u većini SLA sustava. Fotoinicijatori su kombinirani u omjeru 1:1 i pomiješani s 5% težinski za najoptimalniji rezultat. Sredstvo za puhanje - koje bi se koristilo za olakšavanje širenja stanične strukture HEMA-e, što rezultira 'pjenjenjem' - bilo je malo teže pronaći. Mnoga od testiranih sredstava bila su netopljiva ili ih je bilo teško stabilizirati, ali tim se konačno odlučio za netradicionalno sredstvo za puhanje koje se obično koristi s polimerima sličnim polistirenu.
Složena mješavina sastojaka korištena je za formuliranje konačne fotopolimerne smole, a tim se bacio na 3D ispis nekoliko ne tako složenih CAD dizajna. Modeli su 3D ispisani na Anycubic Photonu u mjerilu 1x i zagrijavani na 200°C do deset minuta. Toplina je razgradila sredstvo za pjenjenje, aktivirajući djelovanje pjenjenja smole i proširujući veličinu modela. Usporedbom dimenzija prije i poslije širenja, istraživači su izračunali volumetrijsko širenje do 4000% (40x), pomičući 3D ispisane modele izvan dimenzijskih ograničenja Photonove ploče za izradu. Istraživači vjeruju da bi se ova tehnologija mogla koristiti za lagane primjene poput aeroprofila ili pomagala za uzgon zbog izuzetno niske gustoće proširenog materijala.
Vrijeme objave: 30. rujna 2024.
