3D-utskrift är en cool och mångsidig teknik med otaliga användningsområden. Men fram tills nu har den varit begränsad till en sak – 3D-skrivarens storlek.
Detta kan komma att ändras snart. Ett team vid UC San Diego har utvecklat ett skum som kan expandera upp till 40 gånger sin ursprungliga storlek.
”Inom modern tillverkning är en allmänt accepterad begränsning att delar som tillverkas med hjälp av additiva eller subtraktiva tillverkningsprocesser (som svarvar, fräsar eller 3D-skrivare) måste vara mindre än maskinerna själva som producerar dem. De måste bearbetas, fästas, svetsas eller limmas för att bilda större strukturer.”
"Vi har utvecklat ett skummat prepolymerharts för litografisk additiv tillverkning som kan expandera efter tryckning för att producera delar upp till 40 gånger den ursprungliga volymen. Flera strukturer producerar dem."
Först valde teamet en monomer som skulle vara byggstenen i polymerhartset: 2-hydroxietylmetakrylat. De var sedan tvungna att hitta den optimala koncentrationen av fotoinitiator samt ett lämpligt blåsmedel att kombinera med 2-hydroxietylmetakrylat. Efter många försök bestämde sig teamet för ett icke-traditionellt blåsmedel som vanligtvis används med polystyrenbaserade polymerer.
Efter att de äntligen hade fått fram det slutliga fotopolymerhartset, 3D-printade teamet några enkla CAD-mönster och värmde upp dem till 200 °C i tio minuter. Slutresultaten visade att strukturen expanderade med 4000 %.
Forskarna tror att tekniken nu kan användas i lättviktsapplikationer som vingprofiler eller flytvästar, såväl som inom flyg-, energi-, bygg- och biomedicinska tillämpningar. Studien publicerades i ACS Applied Materials & Interface.
Publiceringstid: 19 april 2023