Çin, her yıl milyonlarca tüketici sınıfı 3D yazıcı üretiyor ve tüm dünyaya satıyor, bunların bir kısmı kullanıcılar tarafından evlerinde veya ofislerinde kullanılıyor.Soru şu ki, 3D baskının güvenliği nasıl?
Hava, eriyen plastiğin harika kokusuyla dolduğunda, 3D yazıcılar tam da bu sırada çalışıyor. Ancak geçen yıl medyada 3D baskının zehirli olduğu haberini görmüş ve endişelenmiş olmalısınız: "3D yazıcıların yaydığı bu gazlar insan vücuduna ne kadar zararlı? bir gecede çalışırsa insan vücuduna zararlı olur Vücuda zararlı mı 3D yazıcı ofise yerleştirilirse çalışanların sağlığını etkiler mi?
Bu gazlar nelerden oluşur? Kansere neden olur mu?
Çalışmalar, tüm 3D yazıcıların (bu makale ağırlıklı olarak FDM/FFF 3D yazıcıları analiz etmektedir ve daha sonraki aşamada ışıkla sertleştirme ve diğer teknolojilerin takip edileceği) baskı sırasında, bazıları zararsız ancak kokusu olan emisyonlar üreteceğini göstermiştir. malzeme ısınmasından kaynaklanır Daha sonra üretilir, diğerleri sağlığa zararlı olabilir. Bu emisyonların güvenli olup olmadığına karar vermek için, yazıcılar tarafından yayılan partikül madde (PM) ve uçucu organik bileşiklerin (VOC'ler) seviyelerine özellikle dikkat edin.
Solunabilir Partikül Madde (PM): Genellikle, insanlar tarafından solunan partikül madde akciğerlerde birikecektir. Partikül madde seviyesi çok yüksekse astım gibi solunum yolu hastalıklarına neden olur. 3D yazıcıların yanı sıra araba egzozu, orman yangını yakma gibi günlük hayatta da bu parçacıklar karşımıza çıkıyor. PM2.5 de günlük hayatımızda sıklıkla dikkat ettiğimiz bir kirlilik indeksi.
Uçucu Organik Bileşikler (VOC'ler): Formaldehit gibi VOC'ler, bir arabayı yenilerken veya satın alırken genellikle özel bir endişe kaynağıdır. Geçen yıl, ilgili haber raporlarının dediği gibi, 3D yazıcılardan gelen bazı VOC'ler kanserojendir, ancak bu emisyonların toksisitesi tam olarak çalışılmamıştır ve soruşturma halen devam etmektedir.
Ayrıntılı araştırmalar halen devam etse de, FDM emisyonlarından insanlara yönelik tehlikenin büyüklüğü, çalışma ortamına ve maruz kalma süresine bağlıdır. 2021'de yapılan bir araştırma, insanların bir saat veya daha az süreyle emisyonlara maruz kalmasının sağlığa hiçbir etkisi olmadığını buldu. Ancak yazıcının çevresinde haftada 40 saatten fazla çalışanlar solunum sorunları geliştirme riski altındadır. 1 saat ile 40 saat arasındaki gri tonlama bölgesinin deneylerle daha fazla doğrulanması gerekiyor.
Çocuklarla ilgili veriler ve sonuçlar da incelenirken okullarda, özellikle de okullardaki 3D baskı inovasyon laboratuvarlarında olup bitenlere daha fazla dikkat etmemiz gerekiyor. ABD Çevre Koruma Ajansı'nın (EPA) 3D yazıcı emisyonları üzerine yaptığı bir araştırma, çocukların 3D yazıcı emisyonlarına karşı özellikle savunmasız olabileceğini gösteriyor. Çalışma, 9 ila 18 yaş arasındaki çocukların, yetişkinlere kıyasla 3D baskı tarafından yayılan parçacıkları soluduktan sonra akciğerlerinin parçacıklarla kaplanmış daha geniş bir yüzey alanına sahip olduğunu buldu. EPA, bunun çocukların daha fazla merak ve yazıcı kafasıyla yakın temas tercihiyle ilgili olabileceğine ve çocukların solunum yollarının hala gelişim aşamasında olduğuna ve enfeksiyona duyarlı olduğuna inanmaktadır.
3D yazıcıları kullanırken olası sağlık riskleri nasıl azaltılır?
Düşük emisyonlu malzeme (PL gibi) kullanın ve orijinal veya marka tel seçin
Birincisi, FDM emisyonlarını etkileyen en büyük faktör sarf malzemeleridir. ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) ve diğer departmanlar tarafından yürütülen çeşitli araştırmalara göre, üretici tarafından kullanılan hammaddelere ve ara sentez sürecine bağlı olarak, sarf malzemelerinin türü emisyonlar üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir - farklı sarf malzemeleri farklı tokluk içerir. , renklendirici ve sıcak eriyikten farklı şekilde etkilenen diğer katkı maddeleri. ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) de kısa süre önce, "3D baskı teknolojisinin uygulanması giderek yaygınlaştıkça, tüketilebilir katkı maddelerinin insan sağlığı üzerindeki etkisini araştırmak gerekiyor. Gelecekte FDA, uçucu organik bileşiklerin ve partikül maddelerin diğer katkı maddelerini ve ilgili özelliklerini araştırmak ve ilgili standartlar yayınlanmıştır."
Mevcut FDA araştırmalarının çoğu, en yaygın üç sarf malzemesine (ABS, PLA ve naylon) odaklanıyor ve ABS genellikle yüksek emisyonlu bir malzeme olarak sınıflandırılıyor. ABS kullanıldığında, başlangıçta büyük miktarda PM ve VOC üretilecek ve ardından emisyonlar baskı işlemi boyunca sabit olacaktır. Yukarıda bahsedildiği gibi, yayılan VOC'ler hızlı bir şekilde partikül madde ile birleşeceği ve bir olacağı için, sürekli olarak üretilen müteakip ana emisyonlar temel olarak partikül maddedir. PLA ve naylon malzemeler, kullanıldığında ABS'den daha az emisyon yayar. Bu malzemeler ayrıca ilk kullanıldıklarında büyük miktarlarda partikül madde üretirler, ancak sürekli olarak yaymazlar. Bu nedenle genel olarak bu malzemelere düşük emisyonlu malzemeler diyoruz.
Aynı zamanda, PLA emisyonunun sarf malzemelerinin markasından etkileneceğini de fark ettiler. Farklı markaların sarf malzemelerinin kalitesi eşit değil ve bazı PLA'ların emisyonu ABS emisyonuna bile yakın. Georgia Institute of Technology'de araştırmacı olan Rodney Weber, 2017'de sarf malzemesi emisyonları üzerinde deneyler yaptıktan sonra bunu keşfetti ve kullanıcıları ucuz, lisanssız sarf malzemeleri satın alma konusunda dikkatli olmaya çağırdı. "Daha ucuz filamentlerle baskı yapmanın, orijinal veya tanınmış markalar tarafından yapılan veya önerilen filamentleri kullanmaktan daha yüksek konsantrasyonda aerosol ürettiğini gördük. PLA, mısır nişastası gibi biyolojik olarak parçalanabilen malzemelerden yapılmış olsa da, biz ve Aerosol Derneği şunu bulduk: bazı PLA, ABS'den bile daha zehirli partiküller ve bileşikler yayar.Ancak PLA, bu zararlı maddeleri yalnızca baskının en başında ürettiğinden, zamanla, ABS sarf malzemeleri yayar Malzemenin zehirliliği, PLA sarf malzemesi emisyonlarının zehirliliğini kademeli olarak aşacaktır. .
Ayar optimizasyonu: daha ince meme, daha düşük meme sıcaklığı ve en iyi etkiyi seçin
İkincisi, donanım parametreleri üreticiden üreticiye değişir ve bu parametreler emisyonları etkileyebilir. Özellikle PLA filament ve naylon filament kullanıldığında, yazıcı markasının ve parametrelerinin etkisi daha belirgindir. Bazı ayarların PM ve VOC emisyon oranları üzerinde de büyük etkisi vardır.
Brno Teknoloji Üniversitesi, araştırmacıların yazıcı ayarlarının ABS, PLA, PET ve TPU malzemeleri üzerindeki etkisini karşılaştırdıkları bir çalışma yürüttü. Sonuçlar, en uygun yazdırma ayarlarını seçtiğimizde, emisyonları en aza indirirken başarılı bir yazdırma sağlayabileceğimizi gösteriyor; aynı zamanda, meme sıcaklığı daha düşük ayarlandığında, malzeme daha az emisyon üretecektir. Bu nedenle, solunum sağlığı açısından araştırmacılar, yazıcı kullanıcılarının, üreticinin önerdiğinden bile daha düşük, mümkün olan en düşük püskürtme ucu sıcaklığını ayarlamasını tavsiye ediyor. Çalışma ayrıca meme boyutunun hem deşarj hızı hem de partikül konsantrasyonu üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu buldu. ABS, PET ve PLA malzemeleri için, {{0}}.4 mm nozul kullanımının en az PM ürettiğini buldular. Bunun istisnası, daha az emisyonla meme boyutunu 0,6 mm'ye çıkaran TPU'dur.
Bulgular ayrıca malzeme akışının veya baskı hızının emisyonları çok az etkilediğini gösteriyor. Bu nedenle, ekstrüder ayarları, emisyonları etkileyen en kritik faktördür. ABS ve PLA testlerini kullanan bir başka çalışma, ısıtılmış bir baskı platformunun emisyonları artırmadığını, bunun yerine partikül boyutunun artmasına yardımcı olarak partikül sayısını azaltmayı kolaylaştırdığını buldu.
Neredeyse tüm araştırmacılar, uygun havalandırmanın iç mekan hava kalitesini iyileştirmenin anahtarı olduğuna dikkat çekiyor. Kullanıcı, yazıcıyı iyi havalandırılan bir yere koymalı ve en iyi etkiyi elde etmek için egzoz portuna bir fan takmalıdır. Tüm havalandırma sistemleri, kullanıma uygun hava filtreleme sistemleri ile donatılmalıdır. Partiküllerin yüzde 99,95'ini ortadan kaldıran yüksek verimli bir hava (HEPA) filtresi önerilir. VOC emisyonlarını azaltmak için aktif karbon filtreleri en iyi çözümdür.
Açık yazıcılar için diğer destekleyici cihazları ekleyin
3D yazıcınızı hava filtreli küçük havalandırmalı bir muhafaza ile örtmek iyi bir fikirdir. Çalışmalar, bir masaüstü 3D yazıcının filtrelenmiş havalandırmalı bir muhafazaya yerleştirilmesinin partikül emisyon oranlarını yüzde 97 oranında azaltabileceğini göstermiştir. Ancak unutulmamalıdır ki, satın alırken satın alınan kabuğun HEPA sistemine sahip olup olmadığını kontrol etmelisiniz, çünkü piyasadaki birçok 3D yazıcı kabuğu sadece ısıyı korumak için kullanılır ve emisyon etkisi yoktur.
Hava temizleyicileri, çeşitli filtreleme ve dezenfeksiyon yöntemleriyle havayı içeri çekmek ve çeşitli kirleticileri gidermek için fanlar kullanır. Bir 3D yazıcının çalışma alanındaki hava kalitesini iyileştirmede uzun bir yol kat edebilirler, ancak HEPA ve aktif karbon filtreli bir hava temizleyici kullanmak en iyisidir. Toz ve bölmeler için tasarlanmış filtreler, 3D yazıcıların yaydığı partikülleri veya VOC'leri tamamen ortadan kaldırmayabileceğinden, hava filtresi alışverişi yaparken çok dikkatli olun. Makinedeki filtreyi düzenli olarak değiştirmeyi unutmayın.
HEPA filtresi için yazıcı muhafazası
Hava kalitesi monitörlerini iç mekanlara kurun
Hava kalitesi monitörleri, kullanıcıların çalışma alanlarındaki potansiyel olarak zararlı kimyasalların seviyelerini gerçek zamanlı olarak izlemelerine yardımcı olabilir. Bununla birlikte, araştırmalar, tüketici sınıfı monitör ürünlerinin 3D baskı işlemi sırasında yayılan küçük parçacıkları tespit etmek için yeterince hassas olup olmadığı konusunda karışık sonuçlara varmıştır. Bir çalışma, sarf malzemelerinden yayılan katı partiküllü malzemenin büyük çoğunluğunun 0.05 ile 0.2 mikron arasında olduğunu gösterdi. Çoğu ev hava kalitesi monitörleri, yalnızca boyutu 1 ile 2,5 mikron arasındaki partikül maddeleri algılayabilir (PM1-PM2.5 olarak tanımlanır). Ancak, 0.1 mikronun (PM0.1 olarak tanımlanır) altındaki parçacıkları algılayabilen bazı monitörler vardır.
Bazı araştırmalar, gelişmiş araştırma sitelerinde bile hava kalitesi monitörlerinin mutlaka güvenilir olmadığına işaret etti. Ancak monitörleriniz PM seviyelerinin zaten metreküp başına 35 mikrogramın üzerinde olduğunu gösteriyorsa, çalışma alanı emisyonlarınızı temizlemenin yollarını aramaya başlamanın zamanı gelmiştir.
ÖzetBilim ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte, giderek daha fazla derslik, üniversite ve işletme, eğitim ve bilimsel araştırmalarda büyük bir rol oynayabilecekleri için 3D yazıcıları kullanacak. Mevcut veriler endüstri standartlarının oluşturulmasını desteklemek için hala yetersiz olsa da, potansiyel tehlikelere özellikle dikkat etmemiz, sorunları ortaya çıkmadan önlememiz, olası mesleki tehlikeleri azaltmamız ve çocukları geçmişte melamin benzeri olaylardan korumamız gerekiyor.