นักวิจัยได้พัฒนาโฟมพิมพ์ 3 มิติที่สามารถขยายตัวได้มากถึง 40 เท่าของปริมาตรเดิม

การพิมพ์ 3 มิติเป็นเทคโนโลยีที่เจ๋งและใช้งานได้หลากหลาย มีการใช้งานมากมายนับไม่ถ้วน อย่างไรก็ตาม จนถึงปัจจุบัน เทคโนโลยีนี้ถูกจำกัดอยู่เพียงสิ่งเดียว นั่นคือ ขนาดของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
สิ่งนี้อาจเปลี่ยนแปลงในเร็วๆ นี้ ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก ได้พัฒนาโฟมชนิดหนึ่งที่สามารถขยายตัวได้มากถึง 40 เท่าของขนาดเดิม
“ในอุตสาหกรรมการผลิตสมัยใหม่ ข้อจำกัดที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปคือ ชิ้นส่วนที่ผลิตโดยใช้กระบวนการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุหรือลดเนื้อวัสดุ (เช่น เครื่องกลึง เครื่องกัด หรือเครื่องพิมพ์ 3 มิติ) จะต้องมีขนาดเล็กกว่าเครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตนั้นเอง (ห้ามนำชิ้นส่วนเหล่านี้ไปกลึง ยึด เชื่อม หรือติดกาวเพื่อสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่)
“เราได้พัฒนาเรซินพรีโพลีเมอร์แบบโฟมสำหรับกระบวนการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุด้วยการพิมพ์หิน ซึ่งสามารถขยายตัวได้หลังการพิมพ์เพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีปริมาตรมากกว่าเดิมถึง 40 เท่า โดยมีโครงสร้างหลายแบบที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้”
ขั้นแรก ทีมงานได้เลือกโมโนเมอร์ที่จะเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของพอลิเมอร์เรซิน นั่นคือ 2-ไฮดรอกซีเอทิลเมทาคริเลต จากนั้นพวกเขาต้องหาความเข้มข้นที่เหมาะสมของสารกระตุ้นปฏิกิริยาด้วยแสง รวมถึงสารทำให้เกิดฟองที่เหมาะสมที่จะนำมาผสมกับ 2-ไฮดรอกซีเอทิลเมทาคริเลต หลังจากทดลองหลายครั้ง ทีมงานได้เลือกใช้สารทำให้เกิดฟองที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม ซึ่งเป็นสารที่ใช้กันทั่วไปในพอลิเมอร์ที่มีโพลีสไตรีนเป็นส่วนประกอบ
หลังจากที่ทีมงานได้เรซินโฟโตโพลิเมอร์ที่ตรงตามต้องการแล้ว พวกเขาก็ได้พิมพ์แบบจำลอง CAD อย่างง่ายๆ ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ และให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียสเป็นเวลาสิบนาที ผลลัพธ์สุดท้ายแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างนั้นขยายตัวถึง 4000%
นักวิจัยเชื่อว่าเทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้ในงานที่มีน้ำหนักเบา เช่น ปีกเครื่องบินหรืออุปกรณ์ช่วยลอยตัว รวมถึงการใช้งานในด้านอวกาศ พลังงาน การก่อสร้าง และการแพทย์ได้แล้ว งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร ACS Applied Materials & Interface