Udvideligt skum til 3D-udskrivning af store objekter

Det er en frustrerende begrænsning ved 3D-print:Udskrevne objekter skal være mindre end den maskine, der fremstiller dem. Kæmpe maskiner er upraktiske til at printe store dele, fordi de fylder for meget og kræver for lang tid at printe. Nu, et nyt materiale rapporteret i ACS anvendte materialer og grænseflader kan bruges til at 3D-printe små genstande, der udvider sig ved opvarmning. Skummet kan finde anvendelse i arkitektur, rumfart og biomedicin.

En type 3D-udskrivning, stereolitografi, skaber objekter ved at udsætte sekventielle lag af lysfølsomme harpikser for lysmønstre, som hærder polymeren til den ønskede form. Store objekter kan oprettes med specialiserede stereolitografimaskiner, men de laves normalt ved at fastgøre mindre 3-D-printede komponenter sammen. David Wirth, Jonathan Pokorski og kolleger ved University of California, San Diego ønskede at udvikle en udvidelig harpiks, der kunne bruges til at udskrive store objekter med en billig, kommercielt tilgængelig 3D-printer.

Forskerne testede mange forskellige harpiksformuleringer for at finde en, der gjorde det muligt for dem at udskrive et objekt, når de udsættes for varme, udvidet til en større størrelse. De brugte formuleringen til at 3D-printe et hul, gitterkugle. Opvarmning af kuglen i en ovn fik en flygtig komponent af harpiksen til at boble ud som en gas. Dette skabte en porøs, polystyrenskum-lignende materiale, der var op til 40 gange større i volumen end den originale trykte genstand. Med denne metode, holdet 3D-printede også mange andre former, herunder en båd, som kunne bære omkring 20 gange mere vægt i sin udvidede størrelse, og en vindmølle, der kunne producere en lille mængde elektricitet i sin større størrelse. Selvom det nye materiale ikke er så stærkt som polystyrenskum, den kunne en dag bruges til dæmpning, flyveblade, opdriftsmidler eller endda udvidelige levesteder for astronauter, siger forskerne.