První fáze studie byla zaměřena na výběr monomeru, který by fungoval jako stavební blok pro polymerní pryskyřici. Monomer musel být vytvrditelný UV zářením, mít relativně krátkou dobu vytvrzování a vykazovat požadované mechanické vlastnosti vhodné pro aplikace s vyšším namáháním. Tým se po testování tří potenciálních kandidátů nakonec rozhodl pro 2-hydroxyethylmethakrylát (budeme mu říkat jen HEMA).
Jakmile byl monomer uzamčen, vědci se rozhodli najít optimální koncentraci fotoiniciátoru spolu s vhodným nadouvadlem pro spárování HEMA. Dva druhy fotoiniciátorů byly testovány na jejich ochotu vytvrdit pod standardními 405nm UV světly, které se běžně vyskytují ve většině systémů SLA. Fotoiniciátory byly kombinovány v poměru 1:1 a přimíchány v množství 5 % hmotnostních pro nejoptimálnější výsledek. Nadouvadlo – které by se použilo k usnadnění expanze buněčné struktury HEMA, což vedlo k „pěnění“ – bylo trochu složitější najít. Mnoho z testovaných činidel bylo nerozpustných nebo obtížně stabilizovatelných, ale tým se nakonec rozhodl pro netradiční nadouvadlo typicky používané s polymery podobnými polystyrenu.
Složitá směs ingrediencí byla použita k vytvoření konečné fotopolymerní pryskyřice a tým začal pracovat na 3D tisku několika nepříliš složitých CAD návrhů. Modely byly 3D vytištěny na Anycubic Photon v měřítku 1x a zahřáté na 200 °C po dobu až deseti minut. Teplo rozložilo nadouvadlo, aktivovalo pěnění pryskyřice a zvětšilo velikost modelů. Po porovnání rozměrů před a po roztažení vědci vypočítali objemové roztažení až 4000 % (40x), čímž posunuli 3D tištěné modely za rozměrová omezení stavební desky Photonu. Vědci se domnívají, že tato technologie by mohla být použita pro lehké aplikace, jako jsou křídla nebo vztlakové pomůcky kvůli extrémně nízké hustotě expandovaného materiálu.
Čas odeslání: 30. září 2024
