La primera fase del estudio se centró en seleccionar un monómero que sirviera como componente básico de la resina polimérica. El monómero debía ser curable por UV, tener un tiempo de curado relativamente corto y presentar propiedades mecánicas adecuadas para aplicaciones de alta exigencia. Tras probar tres candidatos potenciales, el equipo se decantó finalmente por el metacrilato de 2-hidroxietilo (que denominaremos HEMA).
Una vez fijado el monómero, los investigadores se propusieron encontrar la concentración óptima de fotoiniciador, junto con un agente espumante adecuado para combinar con el HEMA. Se evaluó la capacidad de curado de dos fotoiniciadores bajo luz ultravioleta estándar de 405 nm, común en la mayoría de los sistemas SLA. Los fotoiniciadores se combinaron en una proporción 1:1 y se mezclaron al 5 % en peso para obtener el resultado óptimo. El agente espumante, que facilitaría la expansión de la estructura celular del HEMA y produciría la formación de espuma, resultó algo más complicado de encontrar. Muchos de los agentes probados eran insolubles o difíciles de estabilizar, pero finalmente el equipo se decantó por un agente espumante no tradicional, generalmente utilizado con polímeros similares al poliestireno.
La compleja mezcla de ingredientes se utilizó para formular la resina fotopolimérica final, y el equipo se puso manos a la obra con la impresión 3D de algunos diseños CAD sencillos. Los modelos se imprimieron en una impresora Anycubic Photon a escala 1x y se calentaron a 200 °C durante un máximo de diez minutos. El calor descompuso el agente espumante, activando la acción espumante de la resina y aumentando el tamaño de los modelos. Al comparar las dimensiones antes y después de la expansión, los investigadores calcularon expansiones volumétricas de hasta un 4000 % (40x), superando así las limitaciones dimensionales de la plataforma de impresión de la Photon. Los investigadores creen que esta tecnología podría utilizarse en aplicaciones ligeras, como perfiles aerodinámicos o dispositivos de flotación, debido a la densidad extremadamente baja del material expandido.
Fecha de publicación: 30 de septiembre de 2024
