3D-печать — это крутая и универсальная технология с бесчисленными возможностями применения. Однако до сих пор её возможности ограничивались одним фактором — размером 3D-принтера.
Ситуация может скоро измениться. Команда из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработала пену, способную расширяться до 40 раз по сравнению с первоначальным размером.
«В современном производстве общепринятым ограничением является то, что детали, изготовленные с использованием аддитивных или субтрактивных производственных процессов (например, на токарных, фрезерных станках или 3D-принтерах), должны быть меньше самих станков, которые их производят. Детали обрабатываются, скрепляются, свариваются или склеиваются для образования более крупных конструкций».
«Мы разработали вспененную предполимерную смолу для литографического аддитивного производства, которая может расширяться после печати, позволяя изготавливать детали, объем которых в 40 раз превышает первоначальный. Существует несколько установок, производящих такие детали».
Сначала команда выбрала мономер, который должен был стать строительным блоком полимерной смолы: 2-гидроксиэтилметакрилат. Затем им предстояло найти оптимальную концентрацию фотоинициатора, а также подходящий вспенивающий агент для соединения с 2-гидроксиэтилметакрилатом. После многочисленных экспериментов команда остановилась на нетрадиционном вспенивающем агенте, обычно используемом с полимерами на основе полистирола.
Получив наконец фотополимерную смолу, команда распечатала на 3D-принтере несколько простых CAD-моделей и нагрела их до 200°C в течение десяти минут. В результате структура расширилась на 4000%.
Исследователи считают, что теперь эту технологию можно использовать в легких конструкциях, таких как аэродинамические профили или средства обеспечения плавучести, а также в аэрокосмической, энергетической, строительной и биомедицинской отраслях. Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interface.
Дата публикации: 19 апреля 2023 г.