Ученым удалось провести первые в мире стандартные испытания деталей, напечатанных по технологии 2PP

Двухфотонная полимеризация (2PP) - это технология аддитивного производства, позволяющая получать отпечатки с очень высоким разрешением до десятков нанометров. Последнее поколение 2PP 3D-принтеров сочетает достижимое высокое разрешение с высокой скоростью производства (до >450 мм3/ч), что позволяет изготавливать крупные структуры размером до нескольких сантиметров.

С одной стороны, это делает двухфотонную 3D-печать привлекательной как для промышленного применения, так и для крупносерийного производства. С другой - все более важными становятся стандартизированные методы определения механических характеристик деталей, полученных с помощью этой технологии.

Международной команде впервые удалось применить стандартные методы испытаний к (макромасштабным) 3D-печатным 2PP-деталям, например, к образцам длиной 35 мм для испытаний по стандарту ISO, что позволило получить новую информацию об их механических свойствах.

Этот прорыв стал возможен благодаря сочетанию использования коммерчески доступного 2PP 3D-принтера NanoOne со смолами, которые можно обрабатывать с очень высокой объемной скоростью. Результаты испытаний были опубликованы в журнале "Advanced Materials".

Команда смогла протестировать широкий спектр механических свойств 3D-печатного материала 2PP, включая растяжение, изгиб и твердость, а также поведение при ползучести и разрушении. В качестве материалов использовались ETA/TTA - этоксилированный (20/3)-триметилолпропантриакрилат (ETA) в сочетании с триметилолпропантриакрилатом (TTA) - и два коммерчески доступных материала от UpNano GmbH, UpPhoto и UpDraft. Для достижения скорости производства, необходимой для больших образцов, команда использовала 10-кратные или 5-кратные объективы, установленные на принтере NanoOne от UpNano.

"Один из самых замечательных результатов, который мы получили, - объясняет Маркус Лунцер, руководитель группы по материалам и применению в UpNano и последний автор исследования (внесший наибольший вклад в материальную составляющую научной работы), - "заключался в том, что из трех исследованных материалов только UpPhoto и UpDraft подходили для масштабирования. Это объясняется их широким технологическим окном и общими сбалансированными свойствами. ETA/TTA, с другой стороны, оказался непригодным из-за малого окна обработки, микротрещин, вызванных напряжением, и общей низкой прочности конечного продукта".

Кроме того, 3D-печать UpPhoto и UpDraft на основе 2PP имеет преимущество перед другими процессами 3D-печати на основе света: сразу после печати получаются полностью отвержденные и, следовательно, прочные детали. Никакого последующего отверждения не требуется. Это большое преимущество, особенно для 3D-печати микрофлюидных устройств, так как позволяет создавать сложные внутренние микроканальные структуры.