Методика позволяет выращивать конечные изделия и растворимые опорные структуры из одной и той же фотополимерной смолы со специальным составом. Разница достигается за счет изменения длины волны при облучении разных участков.
Один из образцов после удаления растворимых опорных структур
Техника построения растворимых опорных структур давно используется в экструзионной 3D-печати, где можно воспользоваться разницей в химических свойствах различных термопластов. В стереолитографии дела обстоят сложнее, так как изделия выращиваются из жидких фотополимеров, и использование двух разных материалов одновременно приведет к смешиванию.
Ученые Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) все же сумели найти способ. Ключевых моментов два — фотополимер со специальным составом и гибридная система засветки, оснащенная излучателями в видимом и ультрафиолетовом диапазоне. При облучении видимым светом с длиной волны 405 нм материал затвердевает, но остается растворимым за счет радикальной полимеризации, а при облучении ультрафиолетом с длиной волны 365 нм происходит и радикальная, и катионная полимеризация с образованием нерастворимых цепочек.
После построения изделия промываются смесью изопропилового спирта, отжигаются при температуре 110°С в течение пятнадцати минут, а затем выдерживаются в растворе гидроксида натрия. Щелочь растворяет опорные структуры с образованием нетоксичных отходов.
«Стереолитография известна высокой скоростью и разрешением, но ручное удаление поддержек из сложных переплетенных структур и нависаний выливается в нервотрепку. Мы рады, что нам удалось решить эту задачу с помощью простой химии», — рассказал Максим Шустефф.
С докладом научной команды можно ознакомиться в журнале ACS Central Science.
