L-istampar 3D jista' jikkawża l-kanċer? Kif tużaha b'mod korrett? Kif Jagħżlu l-Iskejjel Printers 3D?

Iċ-Ċina tipproduċi miljuni ta 'printers 3D tal-konsumatur kull sena u tbigħhom lill-partijiet kollha tad-dinja. Parti relattivament minnhom huma użati mill-utenti fid-dar jew fl-uffiċċju. Mhux twil ilu, l-uffiċċju Antarctic Bear kellu printer 3D LCD ġdid li jfejjaq bid-dawl. Mudell kien ġie stampat il-lejl kollu. L-għada, meta nfetaħ il-bieb tal-uffiċċju, daħlet f’wiċċi riħa qawwija ta’ reżina fotosensittiva. Kelli nnaddaf il-materjali tar-reżina immedjatament u niftaħ it-tieqa għall-ventilazzjoni. Bqajt barra għal diversi minuti qabel ma rritornajt l-uffiċċju.

Illum irrid nitkellem dwar mistoqsija serja: kif dwar is-sigurtà tal-istampar 3D?

Meta l-arja tkun mimlija bir-riħa mill-isbaħ tat-tidwib tal-plastik, juri biss li l-istampatur 3D qed jaħdem ħafna f'dan il-ħin. Imma forsi rajt li wara li l-midja żvelat li l-istampar 3D kien velenuż is-sena li għaddiet, iridu jkunu inkwetati: "Kemm ħsara se jagħmlu dawn il-gassijiet li joħorġu mill-printers 3D lill-bnedmin? Se tagħmel ħsara lis-saħħa tal-bniedem jekk tpoġġi l- 3D printer fil-kamra tas-sodda u ħalliha topera matul il-lejl?Se taffettwa s-saħħa tal-impjegati jekk tpoġġi l-istampatur 3D fl-uffiċċju?

Irrispettivament minn fejn qed tippjana li tpoġġi l-istampatur 3D ġewwa, tista 'titgħallem kif tagħżel u tixtri l-istampatur 3D mill-perspettiva tax-xjenza, ir-riċerka u l-prattika permezz ta' dan l-artikolu, kif ukoll kif tiżgura l-kwalità tal-arja u s-sikurezza fil-proċess tal-użu. .

X'inhi l-kompożizzjoni ta' dawn il-gassijiet? Jista 'jikkawża l-kanċer?

Ir-riċerka turi li l-printers 3D kollha (printers 3D FDM/FFF huma prinċipalment analizzati f'din id-dokument, u t-tqaddid UV u teknoloġiji oħra se jiġu ssorveljati u investigati aktar tard) se jipproduċu emissjonijiet meta jistampaw. Xi wħud minnhom ma jagħmlux ħsara iżda għandhom riħa, li huma ġġenerati wara li l-materjali jissaħħnu, u oħrajn jistgħu jkunu ta 'ħsara għas-saħħa. Biex tiġġudika jekk dawn l-emissjonijiet humiex sikuri, huwa meħtieġ li tingħata attenzjoni speċjali lill-kontenut ta 'materja partikulata (PM) u komposti organiċi volatili (VOCs) rilaxxati mill-istampatur.

Materja partikulata (PM) u komposti organiċi volatili (VOCs) emessi minn printer 3D (sors tar-ritratti: US EPA)

Materjal ta 'partikuli li jittieħed man-nifs (PM): Ġeneralment, partiċelli li jinġibdu man-nifs minn nies jakkumulaw fil-pulmuni. Jekk il-kontenut ta 'partiċelli huwa għoli wisq, se jikkawża mard respiratorju, bħall-ażma. Minbarra l-printers 3D, dawn il-partiċelli jidhru wkoll fil-ħajja ta 'kuljum, bħall-egżost tal-karozzi, il-ħruq tan-nar tal-muntanji, eċċ PM2.5 huwa wkoll indiċi ta' tniġġis li ħafna drabi nagħtu attenzjoni għalih fil-ħajja ta 'kuljum.

Komposti organiċi volatili (VOC): Normalment, meta dekorazzjoni jew tixtri karozza, tingħata attenzjoni speċjali lill-VOC, bħall-formaldehyde. Is-sena li għaddiet, kif qalu r-rapporti tal-aħbarijiet rilevanti, xi VOCs ikkawżati minn printers 3D huma karċinoġeniċi, iżda t-tossiċità ta 'dawn l-emissjonijiet ma ġietx studjata bir-reqqa, u l-investigazzjoni għadha għaddejja.

Għalkemm investigazzjoni dettaljata għadha għaddejja, il-ħsara tal-emissjonijiet tal-FDM għall-ġisem tal-bniedem tiddependi fuq l-ambjent operattiv u l-ħin tal-espożizzjoni. Fl-2021, studju sab li l-esponiment tal-bniedem għall-emissjonijiet għal siegħa jew inqas mhux se jaffettwa s-saħħa. Iżda dawk li jibqgħu madwar l-istampatur kull ġimgħa u jaħdmu għal aktar minn 40 siegħa jistgħu jbatu minn mard respiratorju. Iż-żona griża bejn siegħa u 40 siegħa jeħtieġ li tiġi vverifikata aktar b'esperimenti.

△ L-istampaturi kollha fil-laboratorju tal-Università ta' Kettering f'Michigan ġew issiġillati fil-kaxxa tal-filtru 3DPrintClean (sors tar-ritratti: Kettering University)

Għalkemm id-dejta u l-konklużjonijiet dwar it-tfal huma wkoll taħt studju, jeħtieġ li nagħtu aktar attenzjoni lill-iskejjel, speċjalment il-laboratorju tal-innovazzjoni tal-istampar 3D fl-iskejjel. Rapport ta 'riċerka dwar l-emissjoni ta' printers 3D mill-Aġenzija għall-Protezzjoni Ambjentali tal-Istati Uniti (EPA) juri li t-tfal jistgħu jkunu partikolarment vulnerabbli għall-impatt tal-emissjonijiet tal-printers 3D. L-istudju sab li meta mqabbla ma 'adulti, tfal ta' età minn 9 sa 18-il sena inalati partiċelli emessi mill-istampar 3D, l-erja tal-wiċċ tal-pulmuni tagħhom koperti minn partiċelli kienet akbar. L-EPA temmen li dan jista 'jkun relatat mal-kurżità u l-preferenza akbar tat-tfal għal kuntatt mill-qrib mal-irjus tal-istampar, u l-apparat respiratorju tat-tfal għadu fl-istadju tal-iżvilupp u vulnerabbli għall-infezzjoni.

△ 3 Doodler, manifattur barrani, żviluppa b'mod speċjali pinna tal-istampar 3D għat-tfal biex inaqqsu l-PM billi jnaqqas il-punt tat-tidwib

Għalhekk, dan l-artikolu se jieħu inti permezz tar-riżultati tar-riċerka attwali wieħed wieħed biex jgħinek, speċjalment edukaturi, tifhem kif tipproteġi lilek innifsek meta tuża printers 3D ġewwa, u kif tikkunsidra jekk tippjana li tixtri printers 3D.

Kif tnaqqas ir-riskji possibbli għas-saħħa meta tuża printers 3D

△ L-istudjo tal-istampar 3D tal-Università ta 'Alto, il-Finlandja, ġabar numru kbir ta' dejta dwar printers 3D u l-impatt tal-emissjonijiet tagħhom fuq is-saħħa u l-kwalità tal-arja. Dan id-dokument jikkwota parzjalment id-dejta tal-iskola.

1. Uża materjali b'emissjonijiet baxxi (bħal PLA) u agħżel wajer oriġinali jew tad-ditta

L-ewwel, l-akbar fattur li jaffettwa l-emissjonijiet tal-FDM huwa l-konsumabbli. Skont għadd ta 'studji mwettqa mill-Aġenzija għall-Protezzjoni Ambjentali tal-Istati Uniti (EPA) u dipartimenti oħra, it-tip ta' konsumabbli għandu impatt kruċjali fuq l-emissjonijiet, skont il-materja prima użata mill-manifatturi u l-proċess ta 'sinteżi intermedja - konsumabbli differenti fihom twebbis differenti , kulur u addittivi oħra, li huma affettwati b'mod differenti minn tidwib bis-sħana. L-Amministrazzjoni tal-Ikel u tad-Droga tal-Istati Uniti (FDA) qalet ukoll reċentement, "Bl-applikazzjoni dejjem aktar wiesgħa tat-teknoloġija tal-istampar 3D, huwa meħtieġ li jiġi investigat l-impatt tal-addittivi konsumabbli fuq is-saħħa tal-bniedem. Fil-futur, l-FDA se tkompli tinvestiga l-karatteristiċi ta ' addittivi oħra u l-komposti organiċi volatili u l-materja partikulata involuti, u joħorġu standards rilevanti."

Fil-preżent, ħafna studji tal-FDA jiffokaw fuq l-analiżi tat-tliet konsumabbli l-aktar komuni - ABS, PLA u najlon. L-ABS ġeneralment huwa kklassifikat bħala materjal ta 'emissjoni għolja. Minbarra li jiġġeneraw ammont kbir ta 'PM u VOCs fil-bidu tal-użu tal-ABS, l-emissjonijiet matul il-proċess kollu tal-istampar huma stabbli ħafna. Kif imsemmi hawn fuq, peress li l-VOCs emessi se jgħaqqdu malajr mal-partikuli u jsiru integrati, l-emissjonijiet ewlenin iġġenerati kontinwament fil-futur huma bażikament partikuli. L-emissjoni ta 'materjali PLA u najlon hija inqas minn dik ta' ABS. Dawn il-materjali se jipproduċu wkoll numru kbir ta 'partiċelli fil-bidu tal-użu, iżda mhux se jkomplu jarmu. Għalhekk, aħna ġeneralment nsejħu dawn il-materjali materjali b'emissjonijiet baxxi.

Fl-istess ħin, innotaw ukoll li l-emissjonijiet tal-PLA jkunu affettwati mill-marki tal-konsumabbli. Il-kwalità tal-konsumabbli ta 'marki differenti kienet irregolari, u l-emissjonijiet ta' xi PLA kienu saħansitra qrib l-emissjonijiet tal-ABS. Rodney Weber, riċerkatur fl-Istitut tat-Teknoloġija tal-Ġeorġja, skopra dan sa mill-2017 wara li wettaq esperiment dwar l-emissjoni ta 'oġġetti konsumabbli. Huwa ħeġġeġ lill-utenti biex ikunu kawti dwar ix-xiri ta 'oġġetti tal-konsum irħas mingħajr liċenzja. Huwa qal, "Sibna li l-konċentrazzjoni tal-ajrusol ġġenerata waqt l-istampar se tkun ogħla meta tuża konsumabbli irħas minn dawk prodotti jew rakkomandati mill-fabbrika oriġinali jew manifatturi tad-ditta magħrufa. Għalkemm il-PLA huwa magħmul minn materjali bijodegradabbli bħal lamtu tal-qamħirrum, aħna u l-Assoċjazzjoni tal-Aerosol sabu li xi partiċelli u komposti emessi mill-PLA huma saħansitra aktar tossiċi mill-ABS Imma peress li l-PLA jipproduċi biss dawn is-sustanzi ta 'ħsara fil-bidu tal-istampar. emissjonijiet konsumabbli.

△ Rigward l-emissjoni tal-istampar 3D, Rodney Weberz, riċerkatur fl-Istitut tat-Teknoloġija tal-Ġeorġja, qed iwettaq esperiment ta’ investigazzjoni pijunier (sors tar-ritratti: Journal of Aerosol Science and Technology)

2. Ottimizzazzjoni ta 'l-issettjar: żennuna irqaq, temperatura ta' żennuna aktar baxxa, u agħżel l-aħjar effett

It-tieni nett, il-parametri tal-ħardwer ta 'manifatturi differenti huma differenti, u dawn il-parametri jaffettwaw l-emissjonijiet. Speċjalment meta jintużaw konsumabbli PLA u konsumabbli tan-najlon, l-influwenza tal-marka tal-printer u l-parametri hija aktar ovvja. Xi settings għandhom ukoll impatt sinifikanti fuq ir-rati tal-emissjonijiet tal-PM u l-VOCs.

Sar studju fl-Università tat-Teknoloġija fi Brno, fejn ir-riċerkaturi qabblu l-effetti tas-settings tal-printer fuq materjali ABS, PLA, PET u TPU. Ir-riżultati juru li meta nagħżlu l-issettjar tal-istampar ottimali, nistgħu niżguraw is-suċċess tal-istampar filwaqt li nimminimizzaw l-emissjonijiet; Fl-istess ħin, meta t-temperatura taż-żennuna tkun issettjata baxxa, l-emissjonijiet iġġenerati mill-materjali tagħha jkunu inqas. Għalhekk, mill-perspettiva tas-saħħa respiratorja, ir-riċerkaturi jirrakkomandaw li l-utenti tal-printer jistabbilixxu l-inqas temperatura taż-żennuna possibbli, saħansitra aktar baxxa mir-rakkomandazzjonijiet tal-manifattur. L-istudju sab ukoll li d-daqs taż-żennuna għandu impatt sinifikanti fuq ir-rata ta 'emissjoni u l-konċentrazzjoni tal-partiċelli. Għal materjali ABS, PET u PLA, sabu li l-użu ta 'żennuna ta' {{0}}.4 mm ipproduċa l-inqas PM. TPU hija eċċezzjoni. Meta tuża TPU, id-daqs taż-żennuna jiżdied għal 0.6mm, u l-iskariku huwa inqas.

△ Rata massima ta' formazzjoni ta' partiċelli waqt l-istampar taħt settings ta' temperatura/daqs taż-żennuna differenti (sors tar-ritratti: Ġurnal Internazzjonali tar-Riċerka Ambjentali u s-Saħħa Pubblika, "Parametri li jaffettwaw l-Emissjoni ta' Partiċelli Ultrafini fi Stampar 3D")

Ir-riżultati wrew ukoll li r-rata tal-fluss tal-materjal jew il-veloċità tal-istampar kellhom ftit effett fuq l-emissjonijiet. Għalhekk, l-issettjar tal-estrużur huwa l-aktar fattur kritiku li jaffettwa l-emissjonijiet. Studju ieħor li juża testijiet ABS u PLA sab li l-pjattaforma tal-istampar imsaħħan ma żżidx l-emissjonijiet, iżda tgħin biex iżid id-daqs tal-partiċelli u tnaqqas in-numru ta 'partiċelli aktar faċilment.

Kważi r-riċerkaturi kollha jindikaw li l-metodu ta 'ventilazzjoni xieraq huwa ċ-ċavetta biex tittejjeb il-kwalità tal-arja ta' ġewwa. L-utent għandu jpoġġi l-istampatur f'pożizzjoni ventilata tajjeb u jinstalla fann fil-port tal-egżost biex jikseb l-aħjar effett. Is-sistemi kollha ta' ventilazzjoni għandhom ikunu mgħammra b'sistema ta' filtrazzjoni ta' l-arja korrispondenti għall-użu. Huwa rakkomandat li tuża filtri HEPA, li jistgħu jneħħu sa 99.95 fil-mija tal-partikuli. Biex titnaqqas l-emissjonijiet tal-VOCs, il-filtru tal-karbonju attivat huwa l-aħjar soluzzjoni.

3. Għal printer miftuħ, żid tagħmir ieħor ta 'appoġġ

Hija għażla tajba li tkopri l-istampatur 3D b'kompartiment żgħir ventilat b'filtru ta 'l-arja. Ir-riċerka turi li printer 3D tad-desktop jista 'jnaqqas l-emissjoni tal-partikuli b'97 fil-mija billi jpoġġih f'kompartiment b'rendiment ta' filtrazzjoni u ventilazzjoni. Madankollu, għandu jiġi nnutat li meta tixtri, għandek tiċċekkja jekk il-qoxra mixtrija hijiex mgħammra b'sistema HEPA, minħabba li ħafna qxur tal-printer 3D fis-suq jintużaw biss biex iżommu s-sħana, u m'għandhomx effett ta 'emissjoni.

△ Qoxra tal-printer b'filtru HEPA apposta apposta minn Alveo3D, kumpanija Franċiża (sors tal-istampa: Alveo3D)

Il-purifikatur tal-arja juża fann biex terda fl-arja u jneħħi diversi sustanzi li jniġġsu permezz ta 'diversi metodi ta' filtrazzjoni u diżinfettar. Jistgħu jkollhom rwol importanti fit-titjib tal-kwalità tal-arja fiż-żona tax-xogħol tal-printer 3D, iżda huwa aħjar li tagħżel il-purifikatur tal-arja mgħammar b'HEPA u filtru tal-karbonju attivat. Il-filtru ta 'l-arja għandu jinxtara b'attenzjoni kbira, minħabba li l-filtru użat apposta għat-trab u d-diviżjoni jista' ma jkunx jista 'jneħħi kompletament il-partiċelli jew il-VOCs emessi mill-istampatur 3D. Ftakar li tissostitwixxi l-iskrin tal-filtru fuq il-magna regolarment.

4. Installazzjoni fuq ġewwa tal-moniter tal-kwalità tal-arja

Il-monitor tal-kwalità tal-arja jista 'jgħin lill-utenti jimmonitorjaw il-kontenut ta' kimiċi potenzjalment ta 'ħsara fiż-żona tax-xogħol f'ħin reali. Madankollu, hemm konklużjonijiet differenti dwar jekk il-prodotti tal-moniter fil-livell tal-konsumatur humiex sensittivi biżżejjed biex jiskopru partiċelli ċkejkna emessi waqt l-istampar 3D. Studju wieħed wera li l-maġġoranza l-kbira tal-materjali tal-partikuli solidi emessi minn konsumabbli kienu bejn 0.05 u 0.2 mikron fid-daqs. Madankollu, il-biċċa l-kbira tal-moniters domestiċi tal-kwalità tal-arja jistgħu jiskopru biss partiċelli b'daqs bejn 1 u 2.5 mikron (definiti bħala PM1-PM2.5). Madankollu, xi moniters jistgħu jiskopru partiċelli taħt 0.1 μ m (definit bħala PM0.1).

Xi studji jindikaw li l-moniters tal-kwalità tal-arja mhumiex neċessarjament affidabbli anki f'siti ta 'riċerka avvanzati. Madankollu, jekk il-monitor tiegħek juri li l-konċentrazzjoni tal-PM hija ogħla minn 35 mikrogramma/m3, għandek tibda ssib modi kif tneħħi l-emissjonijiet miż-żona tax-xogħol.

Kif nagħżel li nixtri printer li jiggarantixxi l-kwalità tal-arja?

1. Ixtri printer FDM b'filtru HEPA integrat

Peress li m'hemm l-ebda standard ta 'ttestjar matur għalissa, sabiex tiġi żgurata l-kwalità tal-arja ta' ġewwa meta tuża printers 3D, nistgħu nibdew mill-printers 3D infushom u l-ambjent ta 'ġewwa biex insibu soluzzjonijiet korrispondenti. L-ewwel, tista 'tibda bi printer 3D. Issa hemm ħafna printers 3D b'filtri tal-arja integrati fis-suq. B'dawn l-istampaturi, tista 'tiffranka l-pass li tixtri aċċessorji tal-filtri tal-arja separatament, u tikkontrolla l-emissjonijiet mis-"sors".

Ħafna mill-printers 3D tal-konsumatur mhumiex mgħammra b'filtri tal-arja konvenzjonali. Xi mudelli professjonali se jkunu mgħammra magħhom, filwaqt li oħrajn jeħtieġ li jiġu installati addizzjonalment. Oqgħod attent ħafna meta tixtri. L-istampatur 3D industrijali huwa ddisinjat apposta għall-fabbrika u għandu jkun mgħammar b'filtru tal-arja biex jissodisfa r-regoli u r-regolamenti tas-sigurtà fuq il-post tax-xogħol. L-utenti jistgħu jixtru printers 3D korrispondenti skont in-numru ta 'mudelli tal-istampar u l-ambjent, iżda huwa aħjar li jixtru direttament mudelli mgħammra b'sistemi ta' filtrazzjoni.

Raise3D

L-istampatur Raise3D Pro3 il-ġdid huwa mgħammar bis-sistema ta’ steward tal-fluss ta’ l-arja Air Flow Manager, li l-ewwel tiċċirkola mill-kamra tal-istampatur u mbagħad tiffiltra mill-HEPA. L-effett attwali huwa ħafna aħjar minn dak tal-mudell li juża biss HEPA għall-filtrazzjoni. Il-prinċipju jista 'jkun li partiċelli żgħar isiru partiċelli kbar tat-trab meta jikkuntattjaw lil xulxin fil-proċess taċ-ċirkolazzjoni tal-kabina, sabiex ikunu jistgħu jiġu adsorbiti jew solvuti aktar faċilment.

2. Żid filtru ta 'l-arja għall-printer FDM espansibbli

Xi printers 3D m'għandhomx is-sistema tal-filtru tal-arja tagħhom stess, iżda jipprovdu wkoll aċċessorji tal-filtri tal-arja li jaqblu mat-tagħmir. Għalkemm huwa possibbli li jiġu kkontrollati l-emissjonijiet mis-"sors", printers 3D bħal dawn ikollhom jonfqu spejjeż addizzjonali u passi biex iżidu l-aċċessorji, u l-ispiża tkun ogħla minn dik ta 'tagħmir b'filtri integrati bi prezzijiet u funzjonijiet simili.

Zortrax

Il-qoxra ta 'fuq HEPA ta' Zortrax ($250 addizzjonali, madwar 1500 wan) hija adattata għall-biċċa l-kbira tal-mudelli Zortrax. Il-filtru tal-karbonju attivat integrat jista 'jassorbi ħafna irwejjaħ spjaċevoli waqt l-istampar, filwaqt li l-filtru HEPA jista' jaqbad l-aktar partiċelli ta 'ħsara.

MakerBot

Is-Sistema ta 'Ajru Nadif tal-printers kollha MakerBot Method u Method X (installazzjoni addizzjonali tiswa $ 899, madwar 6300 wan) hija mgħammra b'filtru HEPA, li huwa ċċertifikat minn GreenGuard għall-protezzjoni ambjentali.

Ultimaker

Skond il-manifattur ta 'Ultimaker, Ultimaker S5 Air Manager (installazzjoni addizzjonali tiswa $ 925, madwar 6500 wan) hija mgħammra b'filtru tal-partiċelli E10, li jista' jiffiltra sa 95 fil-mija tal-partiċelli ultra-fini, inkluż fann siekta.

sommarju

Bl-iżvilupp tax-xjenza u t-teknoloġija, aktar u aktar klassijiet, kulleġġi u intrapriżi se jużaw printers 3D, minħabba li jistgħu jkollhom rwol kbir fl-edukazzjoni u r-riċerka xjentifika. Għalkemm id-dejta attwali għadha insuffiċjenti biex tappoġġja l-istabbiliment ta 'standards tal-industrija, għad għandna bżonn nagħtu attenzjoni speċjali lill-perikli potenzjali, nipprevjenuhom qabel ma jseħħu, innaqqsu l-perikli okkupazzjonali possibbli, u nipproteġu lit-tfal minn inċidenti simili għall-melamina fil-passat.