Prvá fáza štúdie bola zameraná na výber monoméru, ktorý by pôsobil ako stavebný blok pre polymérnu živicu. Monomér musel byť vytvrditeľný UV žiarením, mal mať relatívne krátky čas vytvrdzovania a mal vykazovať požadované mechanické vlastnosti vhodné pre aplikácie s vyšším namáhaním. Tím sa po testovaní troch potenciálnych kandidátov nakoniec rozhodol pre 2-hydroxyetylmetakrylát (nazveme ho len HEMA).
Akonáhle bol monomér uzamknutý, výskumníci sa rozhodli nájsť optimálnu koncentráciu fotoiniciátora spolu s vhodným nadúvadlom na spárovanie HEMA. Dva druhy fotoiniciátorov boli testované na ich ochotu vytvrdzovať pod štandardnými 405nm UV svetlami, ktoré sa bežne vyskytujú vo väčšine SLA systémov. Fotoiniciátory sa spojili v pomere 1:1 a primiešali sa v množstve 5 % hmotn. na dosiahnutie najoptimálnejšieho výsledku. Nadúvadlo – ktoré by sa použilo na uľahčenie expanzie bunkovej štruktúry HEMA, čo viedlo k „peneniu“ – bolo trochu zložitejšie nájsť. Mnohé z testovaných činidiel boli nerozpustné alebo sa ťažko stabilizovali, ale tím sa nakoniec rozhodol pre netradičné nadúvadlo, ktoré sa zvyčajne používa s polymérmi podobnými polystyrénu.
Komplexná zmes zložiek sa použila na formuláciu konečnej fotopolymérovej živice a tím začal pracovať na 3D tlači niekoľkých nie tak zložitých CAD návrhov. Modely boli 3D vytlačené na Anycubic Photon v mierke 1x a zahrievané na 200 °C po dobu až desiatich minút. Teplo rozložilo nadúvadlo, aktivovalo penenie živice a zväčšilo veľkosť modelov. Po porovnaní rozmerov pred a po expanzii výskumníci vypočítali objemové expanzie až do 4000% (40x), čím posunuli 3D tlačené modely za rozmerové obmedzenia konštrukčnej dosky fotónu. Výskumníci sa domnievajú, že táto technológia by mohla byť použitá pre ľahké aplikácie, ako sú aerofoily alebo vztlakové pomôcky kvôli extrémne nízkej hustote expandovaného materiálu.
Čas odoslania: 30. septembra 2024
