A primeira fase do estudo centrouse na selección dun monómero que actuase como bloque de construción para a resina polimérica. O monómero tiña que ser curable por UV, ter un tempo de curado relativamente curto e presentar propiedades mecánicas desexables axeitadas para aplicacións de maior tensión. O equipo, despois de probar tres posibles candidatos, finalmente decidiu polo metacrilato de 2-hidroxietilo (chamarémolo simplemente HEMA).
Unha vez fixado o monómero, os investigadores propuxéronse atopar a concentración óptima de fotoiniciador xunto cun axente espumante axeitado para emparellar o HEMA. Probaronse dúas especies de fotoiniciadores para determinar a súa capacidade de curado baixo luces UV estándar de 405 nm, que se atopan habitualmente na maioría dos sistemas SLA. Os fotoiniciadores combináronse nunha proporción de 1:1 e mesturáronse nun 5 % en peso para obter o resultado máis óptimo. O axente espumante, que se usaría para facilitar a expansión da estrutura celular do HEMA, o que provocaría a "formación de escuma", foi un pouco máis complicado de atopar. Moitos dos axentes probados eran insolubles ou difíciles de estabilizar, pero o equipo finalmente decidiu por un axente espumante non tradicional que se usa normalmente con polímeros similares ao poliestireno.
A complexa mestura de ingredientes empregouse para formular a resina fotopolímera final e o equipo púxose a traballar na impresión en 3D dalgúns deseños CAD non tan complexos. Os modelos imprimíronse en 3D nun Anycubic Photon a escala 1x e quentáronse a 200 °C durante ata dez minutos. A calor descompuxo o axente espumante, activando a acción espumante da resina e expandindo o tamaño dos modelos. Ao comparar as dimensións previas e posteriores á expansión, os investigadores calcularon expansións volumétricas de ata o 4000 % (40x), superando os modelos impresos en 3D as limitacións dimensionais da placa de construción do Photon. Os investigadores cren que esta tecnoloxía podería empregarse para aplicacións lixeiras como perfiles aerodinámicos ou axudas á flotabilidade debido á densidade extremadamente baixa do material expandido.
Data de publicación: 30 de setembro de 2024
