Den første fasen av studien var fokusert på å velge en monomer som skulle fungere som byggesteinen for polymerharpiksen. Monomeren måtte være UV-herdbar, ha en relativt kort herdetid og vise ønskelige mekaniske egenskaper egnet for applikasjoner med høyere belastning. Teamet, etter å ha testet tre potensielle kandidater, slo seg til slutt på 2-hydroksyetylmetakrylat (vi vil bare kalle det HEMA).
Når monomeren var låst inne, satte forskerne seg for å finne den optimale fotoinitiatorkonsentrasjonen sammen med et passende esemiddel å pare HEMA til. To fotoinitiatorarter ble testet for deres vilje til å herde under standard 405nm UV-lys som ofte finnes i de fleste SLA-systemer. Fotoinitiatorene ble kombinert i forholdet 1:1 og blandet inn ved 5 vekt% for det mest optimale resultatet. Blåsemidlet – som skulle brukes for å lette utvidelsen av HEMAs cellulære struktur, noe som resulterer i "skumming" – var litt vanskeligere å finne. Mange av de testede midlene var uløselige eller vanskelige å stabilisere, men teamet slo seg til slutt på et utradisjonelt esemiddel som vanligvis brukes med polystyrenlignende polymerer.
Den komplekse blandingen av ingredienser ble brukt til å formulere den endelige fotopolymerharpiksen, og teamet begynte å jobbe med 3D-printing av noen få ikke-så komplekse CAD-design. Modellene ble 3D-printet på en Anycubic Photon i 1x skala og oppvarmet til 200°C i opptil ti minutter. Varmen dekomponerte esemidlet, aktiverte den skummende virkningen av harpiksen og utvidet størrelsen på modellene. Ved å sammenligne dimensjoner før og etter ekspansjon, beregnet forskerne volumetriske utvidelser på opptil 4000 % (40x), og presset de 3D-printede modellene forbi dimensjonsbegrensningene til fotonens byggeplate. Forskerne mener at denne teknologien kan brukes til lette applikasjoner som aerofoils eller oppdriftshjelpemidler på grunn av den ekstremt lave tettheten til det utvidede materialet.
Innleggstid: 30. september 2024
