שרף הניתן להרחבה להדפסת תלת מימד

השלב הראשון של המחקר התמקד בבחירת מונומר שישמש כאבן הבניין לשרף הפולימרי. המונומר היה חייב להיות ניתן לריפוי UV, בעל זמן ריפוי קצר יחסית, ולהציג תכונות מכניות רצויות המתאימות ליישומי מתח גבוה יותר. הצוות, לאחר בדיקת שלושה מועמדים פוטנציאליים, בסופו של דבר הסתפק ב-2-hydroxyethyl methacrylate (אנחנו פשוט נקרא לזה HEMA).

לאחר שהמונומר ננעל בפנים, החוקרים יצאו למצוא את הריכוז האופטימלי של photoinitiator יחד עם חומר ניפוח מתאים לזיווג ה-HEMA אליו. שני מינים של photoinitiator נבדקו על נכונותם לרפא תחת נורות UV סטנדרטיות של 405nm שנמצאות בדרך כלל ברוב מערכות SLA. הפוטו-איניציטורים שולבו ביחס של 1:1 וערבבו ב-5% לפי משקל לקבלת התוצאה האופטימלית ביותר. קצת יותר קשה למצוא את חומר הניפוח - שישמש כדי להקל על הרחבת המבנה הסלולרי של HEMA, וכתוצאה מכך "הקצף". רבים מהחומרים שנבדקו היו בלתי מסיסים או קשים לייצוב, אך הצוות הסתפק לבסוף בחומר ניפוח לא מסורתי המשמש בדרך כלל עם פולימרים דמויי פוליסטירן.

תערובת המרכיבים המורכבת שימשה לגיבוש שרף הפוטופולימר הסופי והצוות התחיל לעבוד על הדפסת תלת מימד של כמה עיצובי CAD לא כל כך מורכבים. הדגמים הודפסו בתלת מימד על Anycubic Photon בקנה מידה של 1x וחוממו ב-200 מעלות צלזיוס למשך עד עשר דקות. החום פירק את חומר הניפוח, הפעיל את פעולת ההקצפה של השרף והרחיב את גודל הדגמים. בהשוואת ממדים לפני ואחרי ההרחבה, החוקרים חישבו הרחבות נפחיות של עד 4000% (40x), ודחפו את המודלים המודפסים בתלת-ממד מעבר למגבלות הממדיות של לוחית הבנייה של הפוטון. החוקרים מאמינים כי ניתן להשתמש בטכנולוגיה זו עבור יישומים קלים כגון מטוסים או עזרי ציפה בשל הצפיפות הנמוכה ביותר של החומר המורחב.