A tanulmány első fázisa egy olyan monomer kiválasztására összpontosított, amely a polimer gyanta építőköveként szolgálna. A monomernek UV-fényre keményedőnek kellett lennie, viszonylag rövid kötési idővel kellett rendelkeznie, és a nagyobb igénybevételű alkalmazásokhoz megfelelő mechanikai tulajdonságokkal kellett rendelkeznie. A csapat három potenciális jelölt tesztelése után végül a 2-hidroxi-etil-metakrilát (nevezzük egyszerűen HEMA-nak) mellett döntött.
Miután a monomert rögzítették, a kutatók elkezdték megtalálni az optimális fotoiniciátor-koncentrációt, valamint a HEMA-hoz illő megfelelő habosítóanyagot. Két fotoiniciátorfajt teszteltek a legtöbb SLA-rendszerben általában megtalálható 405 nm-es UV-fény alatti kikeményedési hajlandóságuk szempontjából. A fotoiniciátorokat 1:1 arányban kombinálták, és a legoptimálisabb eredmény elérése érdekében 5 tömegszázalékban keverték hozzá. A habosítóanyag – amelyet a HEMA sejtszerkezetének tágulásának elősegítésére, ami „habzást” eredményez – megtalálása egy kicsit nehezebb volt. A tesztelt szerek közül sok oldhatatlan vagy nehezen stabilizálható volt, de a csapat végül egy nem hagyományos, jellemzően polisztirolszerű polimerekkel használt habosítóanyag mellett döntött.
Az összetevők komplex keverékét használták a végső fotopolimer gyanta előállításához, és a csapat néhány kevésbé összetett CAD terv 3D nyomtatásán kezdett dolgozni. A modelleket egy Anycubic Photon nyomtatón nyomtatták 1x-es méretarányban, és 200°C-on melegítették legfeljebb tíz percig. A hő lebontotta a habosítóanyagot, aktiválta a gyanta habképző hatását és megnövelte a modellek méretét. A tágítás előtti és utáni méretek összehasonlításakor a kutatók akár 4000%-os (40x) térfogati tágulást is kiszámítottak, amivel a 3D nyomtatott modellek túllépték a Photon építőlapjának méretkorlátait. A kutatók úgy vélik, hogy ez a technológia könnyű alkalmazásokhoz, például szárnyprofilokhoz vagy felhajtóerő-növelő eszközökhöz is használható a tágított anyag rendkívül alacsony sűrűsége miatt.
Közzététel ideje: 2024. szeptember 30.
