Aditivna proizvodnja (AM) je transformisala mnoge industrije sa obećanjem da će imati značajan uticaj na širok spektar sektora u budućnosti. Dok su 3D štampači koji funkcionišu poput inkjet štampača najpoznatiji među ljudima, postoji još jedan tip AM tehnologije koji pruža prednosti kroz inovativan pristup: izgradnju objekata sloj po sloj pomoću svetlosti.
Jedna od ovih tehnologija je digitalna obrada svetlosti (DLP). Često korišćena u industriji i stomatologiji, DLP transformiše tečnu smolu u čvrsti deo koristeći svetlost, omogućavajući stvaranje čvrstih predmeta iz bazena smole sloj po sloj.
Međutim, ključni izazov u korišćenju DLP štampanja je viskoznost smola, koja mora biti niska, gotovo poput vode, kako bi se postigla visoka rezolucija. Većina polimera koji su korisni za DLP štampanje su ili previše čvrsti ili viskozni, zahtevajući dodavanje rastvarača radi prilagođavanja konzistencije.
Nedostatak rastvarača često dovodi do problema kao što su netačnost dimenzija nakon štampanja zbog skupljanja delova (do 30%) i nastanka napona prilikom isparavanja rastvarača.
U istraživanju objavljenom u časopisu Angevandte Chemie International Edition, istraživači sa Univerziteta Duke su razvili novi polimer bez rastvarača za DLP štampanje. Ovaj polimer ne samo što rešava problem skupljanja, već poboljšava mehanička svojstva delova i zadržava sposobnost razgradnje u telu.
Maddison Segal, doktorski kandidat sa Univerziteta Duke, koji radi pod mentorstvom profesora Huga L. Blomkvista, istakao je da je njegov cilj bio stvoriti tanak materijal niske viskoznosti za DLP štampanje, posebno za medicinske uređaje koji se razgrađuju. Nakon brojnih eksperimenata, Segal je uspeo da identifikuje optimalne monomere i sintetičke tehnike za stvaranje polimera bez rastvarača koji se direktno može koristiti u DLP štampačima.
Testirajući delove napravljene od novog materijala, Segal je otkrio da se delovi nisu skupljali ili deformisali, već su bili jači i otporniji u poređenju sa onima napravljenim sa rastvaračima. Ovo istraživanje je prva empirijska demonstracija povećanih mehaničkih svojstava eliminacijom rastvarača u DLP 3D štampanju razgradivih polimera.
Segal je kroz analizu strukture i svojstava postojećih smola uspeo da modifikuje monomere i lance korak po korak kako bi postigao željene polimere niske viskoznosti. Ovaj empirijski pristup je podsećao na proces kuvanja, gde su određene kombinacije sastojaka mešane, zagrevane i testirane dok nije postignut željeni rezultat.
Konačni cilj Segalovog istraživanja je primena ove tehnike na razgradive medicinske implantate, omogućavajući prirodnu degradaciju materijala u telu i eliminišući potrebu za dodatnim operacijama za uklanjanje implantata. Ovakvi implantati bi mogli da se koriste za različite medicinske primene, kao i u mekoj robotici gde je potreban razgradiv materijal.
