Първата фаза на изследването беше фокусирана върху избора на мономер, който да действа като градивен елемент за полимерната смола. Мономерът трябваше да може да се втвърдява под UV лъчи, да има относително кратко време на втвърдяване и да показва желани механични свойства, подходящи за приложения с по-високо напрежение. След тестване на трима потенциални кандидати, екипът в крайна сметка се спря на 2-хидроксиетилметакрилат (ще го наричаме просто HEMA).
След като мономерът беше фиксиран, изследователите се заеха да намерят оптималната концентрация на фотоинициатор, заедно с подходящ разпенващ агент, с който да се свърже HEMA. Два вида фотоинициатори бяха тествани за готовност за втвърдяване под стандартни 405nm UV лампи, които обикновено се срещат в повечето SLA системи. Фотоинициаторите бяха комбинирани в съотношение 1:1 и смесени с 5% тегловни за най-оптимален резултат. Разпенващият агент – който щеше да се използва за улесняване на разширяването на клетъчната структура на HEMA, което щеше да доведе до „разпенване“ – беше малко по-труден за намиране. Много от тестваните агенти бяха неразтворими или трудни за стабилизиране, но екипът в крайна сметка се спря на нетрадиционен разпенващ агент, който обикновено се използва с полистироподобни полимери.
Сложната смес от съставки беше използвана за формулиране на крайната фотополимерна смола и екипът се зае с 3D печат на няколко не толкова сложни CAD дизайна. Моделите бяха 3D отпечатани на Anycubic Photon в мащаб 1x и нагряти при 200°C в продължение на до десет минути. Топлината разложи разпенващия агент, активирайки пенообразуващото действие на смолата и разширявайки размера на моделите. След сравняване на размерите преди и след разширяването, изследователите изчислиха обемни разширения до 4000% (40x), изтласквайки 3D отпечатаните модели отвъд размерните ограничения на конструиращата плоча на Photon. Изследователите смятат, че тази технология може да се използва за леки приложения, като аеродинамични профили или помощни средства за плаваемост, поради изключително ниската плътност на разширения материал.
Време на публикуване: 30 септември 2024 г.
