A vizsgálat első szakasza a polimer gyanta építőelemeként működő monomer kiválasztására összpontosított. A monomernek UV-sugárzással keményedőnek, viszonylag rövid kötési időnek kell lennie, és a kívánt mechanikai tulajdonságokkal kell rendelkeznie, amelyek alkalmasak nagyobb igénybevételű alkalmazásokhoz. A csapat három potenciális jelölt tesztelése után végül a 2-hidroxi-etil-metakrilát (mi csak HEMA-nak nevezzük) mellett döntött.
Miután a monomer bezáródott, a kutatók nekiláttak, hogy megtalálják az optimális fotoiniciátor-koncentrációt, valamint egy megfelelő habosítószert, amellyel a HEMA párosítható. Két fotoiniciátorfajtát teszteltek, hogy mennyire hajlandók keményedni szabványos 405 nm-es UV fényben, amely általában megtalálható a legtöbb SLA rendszerben. A fotoiniciátorokat 1:1 arányban kombináltuk és 5 tömeg%-ban kevertük be a legoptimálisabb eredmény érdekében. A habosítószert – amelyet a HEMA sejtszerkezetének kiterjesztésére használnának, ami „habosodást” eredményezne – kissé bonyolultabb volt megtalálni. A vizsgált anyagok közül sok oldhatatlan vagy nehezen stabilizálható volt, de a csapat végül egy nem hagyományos habosítószer mellett döntött, amelyet általában polisztirolszerű polimerekhez használnak.
Az összetevők összetett keverékét használták fel a végső fotopolimer gyanta elkészítéséhez, és a csapat néhány, nem túl bonyolult CAD-terv 3D nyomtatásán dolgozott. A modelleket 3D-ben nyomtatták Anycubic Photonra 1-szeres léptékben, és 200 °C-on hevítették legfeljebb tíz percig. A hő lebontotta a habosítószert, aktiválva a gyanta habzó hatását, és kitágította a modellek méretét. A tágulás előtti és utáni méretek összehasonlításakor a kutatók akár 4000%-os (40-szeres) térfogati tágulást számoltak ki, ezzel túllépve a 3D nyomtatott modelleket a Photon építőlemezének méretkorlátain. A kutatók úgy vélik, hogy ezt a technológiát könnyű alkalmazásokhoz, például szárnyasszárnyakhoz vagy felhajtóerő-segítőkhöz lehetne használni, mivel az expandált anyag rendkívül alacsony sűrűsége van.
Feladás időpontja: 2024.09.30
