Giai đoạn đầu tiên của nghiên cứu tập trung vào việc lựa chọn một monome sẽ đóng vai trò là khối xây dựng cho nhựa polymer. Monome này phải có khả năng đóng rắn bằng tia UV, có thời gian đóng rắn tương đối ngắn và thể hiện các tính chất cơ học mong muốn, phù hợp cho các ứng dụng chịu ứng suất cao. Sau khi thử nghiệm ba ứng viên tiềm năng, nhóm nghiên cứu cuối cùng đã chọn 2-hydroxyethyl methacrylate (chúng tôi tạm gọi là HEMA).
Sau khi monome được khóa chặt, các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm kiếm nồng độ chất khởi tạo quang tối ưu cùng với tác nhân thổi phù hợp để ghép nối với HEMA. Hai loại chất khởi tạo quang đã được thử nghiệm về khả năng đóng rắn dưới đèn UV 405nm tiêu chuẩn thường thấy trong hầu hết các hệ thống SLA. Các chất khởi tạo quang được kết hợp theo tỷ lệ 1:1 và trộn ở mức 5% theo trọng lượng để có kết quả tối ưu nhất. Tác nhân thổi - được sử dụng để tạo điều kiện cho cấu trúc tế bào của HEMA mở rộng, dẫn đến 'tạo bọt' - khó tìm hơn một chút. Nhiều tác nhân được thử nghiệm không hòa tan hoặc khó ổn định, nhưng cuối cùng nhóm nghiên cứu đã quyết định sử dụng một tác nhân thổi không truyền thống thường được sử dụng với các polyme giống như polystyrene.
Hỗn hợp phức tạp của các thành phần được sử dụng để tạo thành nhựa quang trùng hợp cuối cùng và nhóm bắt đầu in 3D một vài thiết kế CAD không quá phức tạp. Các mô hình được in 3D trên Anycubic Photon ở tỷ lệ 1x và được nung ở 200°C trong tối đa mười phút. Nhiệt độ làm phân hủy chất tạo bọt, kích hoạt hoạt động tạo bọt của nhựa và làm tăng kích thước của các mô hình. Khi so sánh kích thước trước và sau khi giãn nở, các nhà nghiên cứu đã tính toán được độ giãn nở thể tích lên tới 4000% (40x), đẩy các mô hình in 3D vượt qua giới hạn về kích thước của tấm tạo Photon. Các nhà nghiên cứu tin rằng công nghệ này có thể được sử dụng cho các ứng dụng nhẹ như cánh máy bay hoặc thiết bị hỗ trợ nổi do mật độ cực thấp của vật liệu giãn nở.
Thời gian đăng: 30-09-2024
