A primeira fase do estudo concentrou-se na seleção de um monômero que serviria como bloco de construção para a resina polimérica. O monômero precisava ser curável por UV, ter um tempo de cura relativamente curto e apresentar propriedades mecânicas desejáveis, adequadas para aplicações de alta tensão. Após testar três candidatos em potencial, a equipe optou pelo metacrilato de 2-hidroxietila (que chamaremos simplesmente de HEMA).
Uma vez que o monômero estava fixado, os pesquisadores partiram em busca da concentração ideal de fotoiniciador, juntamente com um agente expansor apropriado para combinar com o HEMA. Duas espécies de fotoiniciadores foram testadas quanto à sua capacidade de cura sob luzes UV padrão de 405 nm, comuns na maioria dos sistemas SLA. Os fotoiniciadores foram combinados na proporção de 1:1 e misturados a 5% em peso para obter o resultado ideal. O agente expansor – que seria usado para facilitar a expansão da estrutura celular do HEMA, resultando na formação de espuma – foi um pouco mais difícil de encontrar. Muitos dos agentes testados eram insolúveis ou difíceis de estabilizar, mas a equipe finalmente optou por um agente expansor não tradicional, normalmente usado com polímeros semelhantes ao poliestireno.
A mistura complexa de ingredientes foi usada para formular a resina fotopolimérica final e a equipe começou a trabalhar na impressão 3D de alguns projetos CAD não tão complexos. Os modelos foram impressos em 3D em uma Anycubic Photon na escala 1x e aquecidos a 200 °C por até dez minutos. O calor decompôs o agente expansor, ativando a ação espumante da resina e aumentando o tamanho dos modelos. Ao comparar as dimensões antes e depois da expansão, os pesquisadores calcularam expansões volumétricas de até 4000% (40x), levando os modelos impressos em 3D além das limitações dimensionais da plataforma de impressão da Photon. Os pesquisadores acreditam que essa tecnologia pode ser usada para aplicações leves, como aerofólios ou dispositivos de flutuação, devido à densidade extremamente baixa do material expandido.
Data da publicação: 30 de setembro de 2024
