연구의 첫 번째 단계는 폴리머 수지의 구성 요소 역할을 할 단량체를 선정하는 데 중점을 두었습니다. 단량체는 자외선 경화가 가능하고, 경화 시간이 비교적 짧으며, 고응력 응용 분야에 적합한 우수한 기계적 특성을 가져야 했습니다. 연구팀은 세 가지 후보 물질을 테스트한 후, 최종적으로 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(이하 HEMA)를 선택했습니다.
모노머가 고정되자, 연구진은 HEMA와 짝을 이룰 적절한 발포제와 함께 최적의 광개시제 농도를 찾기 시작했습니다. 두 가지 광개시제 종류를 사용하여 대부분의 SLA 시스템에서 흔히 사용되는 표준 405nm UV 광선 하에서 경화되는 정도를 시험했습니다. 최적의 결과를 얻기 위해 광개시제를 1:1 비율로 혼합하고 중량 기준으로 5% 비율로 혼합했습니다. HEMA의 세포 구조 확장을 촉진하여 '발포'를 유도하는 발포제는 찾기가 다소 까다로웠습니다. 시험에 사용된 발포제 중 상당수는 불용성이거나 안정화가 어려웠지만, 연구팀은 결국 폴리스티렌 유사 폴리머에 일반적으로 사용되는 비전통적인 발포제를 선택했습니다.
복잡한 성분 혼합물을 사용하여 최종 광중합체 수지를 공식화했으며 팀은 그렇게 복잡하지 않은 몇 가지 CAD 디자인을 3D 프린팅하는 작업에 들어갔습니다.모델은 1배 크기의 Anycubic Photon에서 3D 프린팅되어 최대 10분 동안 200°C에서 가열되었습니다.열은 발포제를 분해하여 수지의 발포 작용을 활성화하고 모델의 크기를 확장했습니다.팽창 전후 치수를 비교한 결과, 연구진은 최대 4000%(40배)의 체적 팽창을 계산하여 3D 프린팅 모델을 Photon 빌드 플레이트의 치수 제한을 넘어섰습니다.연구진은 팽창된 재료의 밀도가 매우 낮기 때문에 이 기술이 에어로포일이나 부력 보조 장치와 같은 경량 응용 분야에 사용될 수 있다고 생각합니다.
게시 시간: 2024년 9월 30일
