La primera fase del estudio se centró en la selección de un monómero que actuara como componente básico de la resina polimérica. Este monómero debía ser curable por UV, tener un tiempo de curado relativamente corto y presentar propiedades mecánicas deseables para aplicaciones de mayor tensión. Tras probar tres posibles candidatos, el equipo finalmente se decidió por el metacrilato de 2-hidroxietilo (lo llamaremos simplemente HEMA).
Una vez fijado el monómero, los investigadores se propusieron encontrar la concentración óptima de fotoiniciador junto con un agente de soplado adecuado para combinar el HEMA. Se probaron dos especies de fotoiniciadores para determinar su capacidad de curado bajo luces UV estándar de 405 nm, que se encuentran comúnmente en la mayoría de los sistemas SLA. Los fotoiniciadores se combinaron en una proporción de 1:1 y se mezclaron al 5 % en peso para obtener el resultado más óptimo. El agente de soplado, que se utilizaría para facilitar la expansión de la estructura celular del HEMA, lo que resulta en la "espuma", fue un poco más difícil de encontrar. Muchos de los agentes probados eran insolubles o difíciles de estabilizar, pero el equipo finalmente se decidió por un agente de soplado no tradicional que se usa típicamente con polímeros similares al poliestireno.
La compleja mezcla de ingredientes se utilizó para formular la resina de fotopolímero final y el equipo se puso a trabajar en la impresión 3D de algunos diseños CAD no tan complejos. Los modelos se imprimieron en 3D en un Anycubic Photon a escala 1x y se calentaron a 200 °C durante un máximo de diez minutos. El calor descompuso el agente de soplado, activando la acción espumante de la resina y expandiendo el tamaño de los modelos. Al comparar las dimensiones previas y posteriores a la expansión, los investigadores calcularon expansiones volumétricas de hasta un 4000 % (40x), superando así las limitaciones dimensionales de la placa de construcción del Photon. Los investigadores creen que esta tecnología podría utilizarse para aplicaciones ligeras, como perfiles aerodinámicos o ayudas a la flotabilidad, debido a la densidad extremadamente baja del material expandido.
Hora de publicación: 30 de septiembre de 2024
