A primeira fase do estudo se concentrou na seleção de um monômero que atuaria como alicerce da resina polimérica. O monômero tinha que ser curável por UV, ter um tempo de cura relativamente curto e exibir propriedades mecânicas desejáveis, adequadas para aplicações de maior estresse. A equipe, depois de testar três candidatos potenciais, finalmente decidiu pelo metacrilato de 2-hidroxietila (vamos chamá-lo apenas de HEMA).
Uma vez que o monômero foi bloqueado, os pesquisadores começaram a encontrar a concentração ideal do fotoiniciador junto com um agente de expansão apropriado para emparelhar o HEMA. Duas espécies de fotoiniciadores foram testadas quanto à sua capacidade de cura sob luzes UV padrão de 405 nm, comumente encontradas 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 de expansão – que seria usado para facilitar a expansão da estrutura celular do HEMA, resultando em “espuma” – foi um pouco mais complicado de encontrar. Muitos dos agentes testados eram insolúveis ou difíceis de estabilizar, mas a equipe finalmente decidiu por um agente de expansão não tradicional, normalmente usado com polímeros semelhantes ao poliestireno.
A complexa mistura de ingredientes foi usada para formular a resina fotopolímérica final e a equipe começou a trabalhar na impressão 3D de alguns designs CAD não tão complexos. Os modelos foram impressos em 3D em Anycubic Photon em escala 1x e aquecidos a 200°C por até dez minutos. O calor decompôs o agente de expansão, ativando a ação espumante da resina e ampliando o tamanho dos modelos. Ao comparar as dimensões pré e pós-expansão, os pesquisadores calcularam expansões volumétricas de até 4.000% (40x), empurrando os modelos impressos em 3D além das limitações dimensionais da placa de construção do Photon. Os pesquisadores acreditam que esta tecnologia poderia ser usada para aplicações leves, como aerofólios ou auxiliares de flutuação, devido à densidade extremamente baixa do material expandido.
Horário da postagem: 30 de setembro de 2024
