Druk 3D to ciekawa i wszechstronna technologia o niezliczonych zastosowaniach. Do tej pory ograniczała się jednak do jednego – rozmiaru drukarki 3D.
To może się wkrótce zmienić. Zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego opracował piankę, która może rozszerzyć się nawet 40-krotnie w stosunku do swojego pierwotnego rozmiaru.
„We współczesnej produkcji powszechnie akceptowanym ograniczeniem jest to, że części wytwarzane przy użyciu procesów wytwarzania addytywnego lub ubytkowego (takich jak tokarki, frezarki czy drukarki 3D) muszą być mniejsze niż same maszyny, które je produkują. Obrabiane maszynowo, mocowane, spawane lub klejone w celu utworzenia większych struktur.”
„Opracowaliśmy spienioną żywicę prepolimerową do litograficznego wytwarzania addytywnego, która może się rozszerzać po wydrukowaniu, umożliwiając produkcję części nawet 40-krotnie większych od pierwotnej objętości. Kilka struktur do ich produkcji.”
Najpierw zespół wybrał monomer, który miał być budulcem żywicy polimerowej: 2-hydroksyetylometakrylan. Następnie musieli znaleźć optymalne stężenie fotoinicjatora oraz odpowiedni środek spieniający do połączenia z 2-hydroksyetylometakrylanem. Po wielu próbach zespół zdecydował się na niekonwencjonalny środek spieniający, powszechnie stosowany w polimerach na bazie polistyrenu.
Po uzyskaniu ostatecznej żywicy fotopolimerowej, zespół wydrukował w technologii 3D kilka prostych projektów CAD i podgrzał je do 200°C przez dziesięć minut. Końcowe wyniki wykazały, że struktura rozszerzyła się o 4000%.
Naukowcy uważają, że technologia ta może być teraz wykorzystywana w lekkich zastosowaniach, takich jak profile lotnicze czy kamizelki ratunkowe, a także w przemyśle lotniczym, energetycznym, budowlanym i biomedycznym. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie ACS Applied Materials & Interface.
Czas publikacji: 19 kwietnia 2023 r.