Pētījuma pirmajā fāzē galvenā uzmanība tika pievērsta monomēra izvēlei, kas kalpotu par polimēru sveķu pamatelementu. Monomēram bija jābūt UV starojuma sacietējamam, ar relatīvi īsu sacietēšanas laiku un tam bija jāuzrāda vēlamas mehāniskās īpašības, kas piemērotas pielietojumiem ar lielāku slodzi. Pēc trīs potenciālo kandidātu testēšanas komanda galu galā izvēlējās 2-hidroksietilmetakrilātu (mēs to vienkārši sauksim par HEMA).
Kad monomērs bija fiksēts, pētnieki sāka meklēt optimālo fotoiniciatora koncentrāciju kopā ar atbilstošu putošanas līdzekli, ar ko savienot HEMA. Tika pārbaudītas divas fotoiniciatoru sugas, lai noteiktu to spēju sacietēt standarta 405 nm UV gaismā, kas parasti ir atrodama lielākajā daļā SLA sistēmu. Fotoiniciatori tika apvienoti attiecībā 1:1 un sajaukti 5% svara, lai iegūtu optimālāko rezultātu. Putošanas līdzekli, kas tiktu izmantots, lai veicinātu HEMA šūnu struktūras paplašināšanos, kā rezultātā notiktu "putošana", bija nedaudz grūtāk atrast. Daudzi no testētajiem līdzekļiem bija nešķīstoši vai grūti stabilizējami, taču komanda galu galā izvēlējās netradicionālu putošanas līdzekli, ko parasti izmanto ar polistirolam līdzīgiem polimēriem.
Kompleksais sastāvdaļu maisījums tika izmantots, lai formulētu galīgo fotopolimēra sveķus, un komanda sāka strādāt pie dažu ne tik sarežģītu CAD dizainu 3D drukāšanas. Modeļi tika drukāti 3D formātā uz Anycubic Photon 1x mērogā un karsēti 200°C temperatūrā līdz desmit minūtēm. Karstums sadalīja putojošo vielu, aktivizējot sveķu putošanas darbību un palielinot modeļu izmērus. Salīdzinot izmērus pirms un pēc izplešanās, pētnieki aprēķināja tilpuma izplešanos līdz pat 4000% (40x), tādējādi pārsniedzot 3D drukāto modeļu izmēru ierobežojumus, kas pārsniedz Photon pamatnes izmērus. Pētnieki uzskata, ka šo tehnoloģiju varētu izmantot vieglām lietojumprogrammām, piemēram, aerodinamiskajiem profiliem vai peldspējas palīglīdzekļiem, pateicoties izplestā materiāla ārkārtīgi zemajam blīvumam.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 30. septembris
