رزین قابل انبساط چاپ سه بعدی

مرحله اول مطالعه بر انتخاب مونومری متمرکز بود که به عنوان بلوک سازنده رزین پلیمری عمل کند. مونومر باید قابل پخت با اشعه ماوراء بنفش، دارای زمان پخت نسبتاً کوتاه و دارای خواص مکانیکی مطلوب مناسب برای کاربردهای با تنش بالاتر باشد. این تیم پس از آزمایش سه کاندیدای بالقوه، در نهایت به ۲-هیدروکسی اتیل متاکریلات (که ما آن را HEMA می‌نامیم) رسید.

پس از تثبیت مونومر، محققان شروع به یافتن غلظت بهینه آغازگر نوری به همراه یک عامل دمنده مناسب برای جفت کردن HEMA با آن کردند. دو گونه آغازگر نوری از نظر تمایل به پخت تحت نورهای UV استاندارد ۴۰۵ نانومتری که معمولاً در اکثر سیستم‌های SLA یافت می‌شوند، آزمایش شدند. آغازگرهای نوری با نسبت ۱:۱ ترکیب شدند و برای دستیابی به بهترین نتیجه، با نسبت ۵٪ وزنی مخلوط شدند. یافتن عامل دمنده - که برای تسهیل گسترش ساختار سلولی HEMA و در نتیجه «کف کردن» استفاده می‌شود - کمی دشوارتر بود. بسیاری از عوامل آزمایش شده نامحلول یا پایدارسازی آنها دشوار بود، اما تیم در نهایت به یک عامل دمنده غیرسنتی که معمولاً با پلیمرهای شبیه پلی‌استایرن استفاده می‌شود، رسید.

از مخلوط پیچیده‌ی مواد تشکیل‌دهنده برای فرموله کردن رزین فوتوپلیمر نهایی استفاده شد و تیم روی چاپ سه‌بعدی چند طرح نه چندان پیچیده‌ی CAD کار کرد. مدل‌ها روی یک فوتون Anycubic در مقیاس ۱x چاپ سه‌بعدی شدند و تا ده دقیقه در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد گرم شدند. گرما عامل دمنده را تجزیه کرد، عمل کف‌سازی رزین را فعال کرد و اندازه مدل‌ها را گسترش داد. محققان پس از مقایسه ابعاد قبل و بعد از انبساط، انبساط حجمی تا ۴۰۰۰٪ (۴۰x) را محاسبه کردند و مدل‌های چاپ سه‌بعدی را از محدودیت‌های ابعادی صفحه ساخت فوتون فراتر بردند. محققان معتقدند که این فناوری می‌تواند به دلیل چگالی بسیار کم ماده منبسط شده، برای کاربردهای سبک مانند ایرفویل‌ها یا کمک‌های شناوری مورد استفاده قرار گیرد.