La primera fase del estudio se centró en seleccionar un monómero que actuaría como componente básico de la resina polimérica. El monómero tenía que ser curable por UV, tener un tiempo de curado relativamente corto y mostrar propiedades mecánicas deseables adecuadas para aplicaciones de mayor estrés. El equipo, después de probar tres candidatos potenciales, 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 espumante apropiado para emparejar el HEMA. Se probaron dos especies de fotoiniciadores para determinar su capacidad de curar 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 espumante, que se utilizaría para facilitar la expansión de la estructura celular del HEMA, lo que daría lugar a una "espuma", fue un poco más complicado de encontrar. Muchos de los agentes probados eran insolubles o difíciles de estabilizar, pero el equipo finalmente se decidió por un agente espumante no tradicional que normalmente se usa 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 hasta diez minutos. El calor descompuso el agente espumante, activando la acción espumante de la resina y ampliando 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), empujando los modelos impresos en 3D más allá de las limitaciones dimensionales de la placa de construcción del Photon. Los investigadores creen que esta tecnología podría usarse para aplicaciones livianas 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
