Giai đoạn đầu tiên của nghiên cứu tập trung vào việc lựa chọn một monome đóng vai trò là khối cấu tạo cho nhựa polyme. Monome này phải có khả năng đóng rắn bằng tia cực tím, có thời gian đóng rắn tương đối ngắn và thể hiện các đặc tính cơ học mong muốn phù hợp với các ứng dụng chịu tải trọng cao. Sau khi thử nghiệm ba ứng cử viên tiềm năng, nhóm nghiên cứu cuối cùng đã chọn 2-hydroxyethyl methacrylate (chúng ta sẽ gọi tắt là HEMA).
Sau khi xác định được monome, các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm kiếm nồng độ chất khởi tạo quang hóa tối ưu cùng với chất tạo bọt thích hợp để kết hợp với HEMA. Hai loại chất khởi tạo quang hóa đã được thử nghiệm về khả năng đóng rắn dưới ánh sáng UV 405nm tiêu chuẩn, thường được tìm thấy trong hầu hết các hệ thống SLA. Các chất khởi tạo quang hóa được kết hợp theo tỷ lệ 1:1 và trộn ở nồng độ 5% theo trọng lượng để đạt được kết quả tối ưu nhất. Chất tạo bọt – được sử dụng để tạo điều kiện cho sự giãn nở của cấu trúc tế bào HEMA, dẫn đến hiện tượng “tạo bọt” – khó tìm hơn một chút. Nhiều chất được thử nghiệm không tan hoặc khó ổn định, nhưng cuối cùng nhóm nghiên cứu đã chọn một chất tạo bọt phi truyền thống thường được sử dụng với các polyme giống polystyrene.
Hỗn hợp phức tạp các thành phần được sử dụng để tạo ra nhựa quang polymer cuối cùng và nhóm nghiên cứu bắt đầu in 3D một vài thiết kế CAD không quá phức tạp. Các mô hình được in 3D trên máy Anycubic Photon ở tỷ lệ 1x và được nung nóng ở 200°C trong tối đa mười phút. Nhiệt độ làm phân hủy chất tạo bọt, kích hoạt quá trình tạo bọt của nhựa và làm tăng kích thước của các mô hình. Sau khi so sánh kích thước trước và sau khi giãn nở, các nhà nghiên cứu đã tính toán được sự giãn nở thể tích lên đến 4000% (gấp 40 lần), đẩy các mô hình in 3D vượt qua giới hạn kích thước của bàn in Photon. Các nhà nghiên cứu tin rằng công nghệ này có thể được sử dụng cho các ứng dụng trọng lượng nhẹ như cánh máy bay hoặc phao nổi do mật độ cực thấp của vật liệu sau khi giãn nở.
Thời gian đăng bài: 30/09/2024
