Fase pertama studi ini difokuskan pada pemilihan monomer yang akan bertindak sebagai bahan dasar untuk resin polimer. Monomer tersebut harus dapat mengeras dengan sinar UV, memiliki waktu pengerasan yang relatif singkat, dan menunjukkan sifat mekanik yang diinginkan yang sesuai untuk aplikasi dengan tegangan lebih tinggi. Tim, setelah menguji tiga kandidat potensial, akhirnya memilih 2-hidroksietil metakrilat (kita sebut saja HEMA).
Setelah monomer terkunci, para peneliti mulai mencari konsentrasi fotoinisiator optimal bersama dengan agen pengembang yang sesuai untuk dipasangkan dengan HEMA. Dua jenis fotoinisiator diuji untuk mengetahui kesediaannya untuk mengeras di bawah sinar UV standar 405nm yang umum ditemukan di sebagian besar sistem SLA. Fotoinisiator tersebut dikombinasikan dalam rasio 1:1 dan dicampur pada 5% berat untuk hasil yang paling optimal. Agen pengembang – yang akan digunakan untuk memfasilitasi perluasan struktur seluler HEMA, yang menghasilkan 'pembusaan' – agak lebih sulit ditemukan. Banyak agen yang diuji tidak larut atau sulit distabilkan, tetapi tim akhirnya memilih agen pengembang non-tradisional yang biasanya digunakan dengan polimer seperti polistirena.
Campuran bahan yang kompleks digunakan untuk merumuskan resin fotopolimer akhir dan tim mulai mengerjakan pencetakan 3D beberapa desain CAD yang tidak terlalu kompleks. Model-model tersebut dicetak 3D pada Anycubic Photon dengan skala 1x dan dipanaskan pada suhu 200°C hingga sepuluh menit. Panas tersebut menguraikan zat pengembang, mengaktifkan aksi pembusaan resin dan memperbesar ukuran model. Setelah membandingkan dimensi sebelum dan sesudah ekspansi, para peneliti menghitung ekspansi volumetrik hingga 4000% (40x), mendorong model cetak 3D melewati batasan dimensi pelat cetak Photon. Para peneliti percaya teknologi ini dapat digunakan untuk aplikasi ringan seperti aerofoil atau alat bantu daya apung karena kepadatan material yang mengembang sangat rendah.
Waktu posting: 30 September 2024
