ขั้นตอนแรกของการศึกษาเน้นไปที่การคัดเลือกโมโนเมอร์ที่จะทำหน้าที่เป็นหน่วยพื้นฐานสำหรับเรซินพอลิเมอร์ โมโนเมอร์นั้นต้องสามารถบ่มด้วยรังสียูวี มีระยะเวลาการบ่มค่อนข้างสั้น และแสดงคุณสมบัติทางกลที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่มีแรงเค้นสูง ทีมงานได้ทดสอบตัวเลือกที่เป็นไปได้สามตัว และในที่สุดก็เลือกใช้ 2-ไฮดรอกซีเอทิลเมทาคริเลต (เราจะเรียกมันว่า HEMA)
เมื่อได้โมโนเมอร์ที่ต้องการแล้ว นักวิจัยก็เริ่มค้นหาความเข้มข้นของสารกระตุ้นปฏิกิริยาด้วยแสงที่เหมาะสมที่สุด พร้อมกับสารทำให้เกิดฟองที่เหมาะสมที่จะใช้คู่กับ HEMA มีการทดสอบสารกระตุ้นปฏิกิริยาด้วยแสงสองชนิดเพื่อดูความสามารถในการแข็งตัวภายใต้แสง UV มาตรฐาน 405 นาโนเมตร ซึ่งพบได้ทั่วไปในระบบ SLA ส่วนใหญ่ สารกระตุ้นปฏิกิริยาด้วยแสงถูกผสมในอัตราส่วน 1:1 และผสมในปริมาณ 5% โดยน้ำหนักเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ส่วนสารทำให้เกิดฟองนั้น การหาสารที่เหมาะสมค่อนข้างยากกว่า สารที่ทดสอบหลายชนิดไม่ละลายน้ำหรือยากต่อการทำให้คงตัว แต่ในที่สุดทีมวิจัยก็เลือกใช้สารทำให้เกิดฟองที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม ซึ่งมักใช้กับพอลิเมอร์คล้ายโพลีสไตรีน
ส่วนผสมที่ซับซ้อนถูกนำมาใช้ในการสร้างเรซินโฟโตโพลิเมอร์ขั้นสุดท้าย และทีมงานก็เริ่มลงมือพิมพ์แบบ 3 มิติด้วยแบบจำลอง CAD ที่ไม่ซับซ้อนมากนัก แบบจำลองถูกพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Anycubic Photon ในขนาด 1x และให้ความร้อนที่ 200°C นานสูงสุดสิบนาที ความร้อนจะสลายสารที่ทำให้เกิดฟอง กระตุ้นการเกิดฟองของเรซิน และขยายขนาดของแบบจำลอง เมื่อเปรียบเทียบขนาดก่อนและหลังการขยายตัว นักวิจัยคำนวณการขยายตัวเชิงปริมาตรได้มากถึง 4000% (40 เท่า) ซึ่งทำให้แบบจำลองที่พิมพ์แบบ 3 มิติมีขนาดใหญ่เกินขีดจำกัดของแผ่นฐานการพิมพ์ของ Photon นักวิจัยเชื่อว่าเทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้กับงานที่มีน้ำหนักเบา เช่น ปีกเครื่องบินหรืออุปกรณ์ช่วยลอยตัวได้ เนื่องจากวัสดุที่ขยายตัวมีความหนาแน่นต่ำมาก
วันที่เผยแพร่: 30 กันยายน 2024
