3D-tulostus on hieno ja monipuolinen teknologia, jolla on lukemattomia käyttötarkoituksia. Tähän asti se on kuitenkin rajoittunut yhteen asiaan – 3D-tulostimen kokoon.
Tämä saattaa muuttua pian. UC San Diegon tiimi on kehittänyt vaahtomuovin, joka voi laajentua jopa 40-kertaiseksi alkuperäisestä koostaan.
”Nykyaikaisessa valmistuksessa yleisesti hyväksytty rajoitus on, että additiivisilla tai substraktiivisilla valmistusprosesseilla (kuten sorveilla, jyrsinkoneilla tai 3D-tulostimilla) valmistettujen osien on oltava pienempiä kuin niitä valmistavien koneiden itse, koneistettujen, kiinnitettyjen, hitsattujen tai liimaamien osien, jotka muodostavat suurempia rakenteita.”
”Olemme kehittäneet vaahdotetun esipolymeerihartsin litografiseen lisäainevalmistukseen, joka voi laajentua painatuksen jälkeen ja tuottaa jopa 40 kertaa alkuperäistä tilavuutta suurempia osia. Useat rakenteet tuottavat niitä.”
Ensin tiimi valitsi polymeerihartsin rakennuspalikan monomeerin: 2-hydroksietyylimetakrylaatin. Sitten heidän piti löytää optimaalinen fotoinitiaattorin pitoisuus sekä sopiva vaahdotusaine yhdistettäväksi 2-hydroksietyylimetakrylaatin kanssa. Monien kokeiden jälkeen tiimi päätyi epäperinteiseen vaahdotusaineeseen, jota käytetään yleisesti polystyreenipohjaisten polymeerien kanssa.
Saatuaan lopullisen fotopolymeerihartsin tiimi 3D-tulosti joitakin yksinkertaisia CAD-malleja ja lämmitti niitä 200 °C:een kymmenen minuutin ajaksi. Lopputulokset osoittivat, että rakenne laajeni 4000 %.
Tutkijat uskovat, että teknologiaa voidaan nyt käyttää kevyissä sovelluksissa, kuten kantoprofiileissa tai kelluntavälineissä, sekä ilmailu-, energia-, rakennus- ja biolääketieteellisissä sovelluksissa. Tutkimus julkaistiin ACS Applied Materials & Interface -lehdessä.
Julkaisun aika: 19. huhtikuuta 2023