Çalışmanın ilk aşaması, polimer reçine için yapı taşı görevi görecek bir monomer seçmeye odaklandı. Monomerin UV ile kürlenebilir olması, nispeten kısa bir kürlenme süresine sahip olması ve yüksek gerilimli uygulamalar için uygun istenen mekanik özelliklere sahip olması gerekiyordu. Ekip, üç potansiyel adayı test ettikten sonra, sonunda 2-hidroksietil metakrilat (kısaca HEMA olarak adlandıracağız) üzerinde karar kıldı.
Monomer sabitlendikten sonra, araştırmacılar HEMA'yı eşleştirmek için uygun bir şişirme maddesiyle birlikte en uygun foto başlatıcı konsantrasyonunu bulmaya koyuldular. Çoğu SLA sisteminde yaygın olarak bulunan standart 405 nm UV ışıkları altında kürleşme isteklilikleri açısından iki foto başlatıcı türü test edildi. Foto başlatıcılar 1:1 oranında birleştirildi ve en uygun sonuç için ağırlıkça %5 oranında karıştırıldı. HEMA'nın hücresel yapısının genişlemesini kolaylaştırarak 'köpürmeye' neden olacak şişirme maddesini bulmak biraz daha zordu. Test edilen maddelerin çoğu çözünmez veya stabilize edilmesi zordu, ancak ekip sonunda tipik olarak polistiren benzeri polimerlerle kullanılan geleneksel olmayan bir şişirme maddesinde karar kıldı.
Karmaşık bileşen karışımı, nihai fotopolimer reçineyi formüle etmek için kullanıldı ve ekip, çok karmaşık olmayan birkaç CAD tasarımını 3 boyutlu yazıcıda basmaya başladı. Modeller, Anycubic Photon cihazında 1x ölçekte 3 boyutlu olarak basıldı ve on dakikaya kadar 200°C'de ısıtıldı. Isı, şişirme maddesini ayrıştırarak reçinenin köpürme etkisini aktive etti ve modellerin boyutunu genişletti. Araştırmacılar, genişlemeden önceki ve sonraki boyutları karşılaştırarak, %4000'e (40x) kadar hacimsel genişleme hesapladılar ve 3 boyutlu yazdırılan modelleri Photon'un baskı tablasının boyut sınırlarının ötesine taşıdılar. Araştırmacılar, genişletilmiş malzemenin son derece düşük yoğunluğu nedeniyle bu teknolojinin aerofoil veya yüzdürme yardımcıları gibi hafif uygulamalar için kullanılabileceğine inanıyor.
Yayın tarihi: 30 Eylül 2024
