연구의 첫 번째 단계는 고분자 수지의 구성 요소 역할을 할 단량체를 선택하는 데 중점을 두었습니다. 모노머는 UV 경화성이 있어야 하고, 경화 시간이 상대적으로 짧아야 하며, 더 높은 응력을 받는 용도에 적합한 바람직한 기계적 특성을 나타내야 합니다. 팀은 세 가지 잠재적 후보를 테스트한 후 결국 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA라고 부르겠습니다)로 결정했습니다.
단량체가 고정되면 연구자들은 HEMA와 짝을 이루는 적절한 발포제와 함께 최적의 광개시제 농도를 찾기 시작했습니다. 두 가지 광개시제 종을 대부분의 SLA 시스템에서 일반적으로 발견되는 표준 405nm UV 조명 하에서 경화 가능성에 대해 테스트했습니다. 가장 최적의 결과를 위해 광개시제를 1:1 비율로 결합하고 5중량%로 혼합했습니다. HEMA의 세포 구조 확장을 촉진하여 '거품'을 발생시키는 데 사용되는 발포제는 찾기가 조금 더 까다로웠습니다. 테스트한 약제 중 다수는 불용성이거나 안정화하기 어려웠지만, 팀은 최종적으로 폴리스티렌 유사 폴리머에 일반적으로 사용되는 비전통적인 발포제를 사용하기로 결정했습니다.
복잡한 성분 혼합물을 사용하여 최종 광중합체 수지를 제조했으며 팀은 그다지 복잡하지 않은 몇 가지 CAD 디자인을 3D 프린팅하는 작업에 착수했습니다. 모델은 Anycubic Photon에서 1x 규모로 3D 프린팅되었으며 200°C에서 최대 10분 동안 가열되었습니다. 열은 발포제를 분해하여 수지의 발포 작용을 활성화하고 모형의 크기를 확대시킵니다. 확장 전후 치수를 비교한 결과 연구원들은 최대 4000%(40x)의 체적 팽창을 계산하여 3D 인쇄 모델이 Photon 빌드 플레이트의 치수 제한을 넘어섰습니다. 연구원들은 팽창된 물질의 밀도가 극히 낮기 때문에 이 기술이 날개나 부력 보조 장치와 같은 경량 응용 분야에 사용될 수 있다고 믿습니다.
게시 시간: 2024년 9월 30일
