Польские исследователи изучили проблему, нередко всплывающую в комментариях на 3Dtoday, а именно безопасность используемых филаментов в отношении вредных испарений. Как оказывается, дышать можно, но осторожно.
Исследованиями занимались специалисты научно-исследовательской компании SajTom Light Future Симеон Войтыла и Томаш Баран и сотрудник компании-производителя 3D-принтеров 3DKreator Петр Клама. Команда рассмотрела четыре наиболее популярных расходных материала для печати методом послойного наплавления прутка (FDM) – ABS, PLA, PET и нейлон.
Первым делом исследователи указывают на достаточно очевидный факт: температуры экструзии полимерных материалов во время 3D-печати намного ниже температур пиролитического разложения, а потому страхи насчет выделения угарного газа, цианистого водорода и других ядовитых газов ничем не обоснованы. Средняя температура экструзии составляет порядка 240-250°C, хотя и зависит от используемого материала, а для выделения газов из пластиков на основе нефтепродуктов необходимо нагревание до 400-600°С. С другой стороны, остаются проблемы выделения летучих органических веществ и ультрадисперсных частиц, способных попадать в кровь через слизистые оболочки.
В своих экспериментах исследователи нагревали образцы до 550°С и проверяли концентрацию летучих органических веществ, а также проводили эксперименты в условиях, наиболее приближенных к «полевым», то есть с нагреванием до 250°С на протяжении десяти минут. Само собой, разные материалы выделяют разные вещества, а объем выделений зависит от температуры и термостойкости. В случае с АБС-пластиком наибольшие опасения вызывает стирол, тогда как самым опасным компонентом полилактида (ПЛА-пластика) считается метилметакрилат.
В качестве примера возьмем наиболее часто упоминаемую проблему – выделение стирола при нагревании АБС. На его долю приходится примерно половина выделяемой при печати АБС-пластиком летучей органики. Исследователи взяли за эталон 3D-принтер Kreator Motion с закрытой рабочей камерой и габаритами 519x395x420 мм. При непродолжительном нагревании до 380°С АБС-пластик терял не более 4% от массы. При печати же температура экструзии не превышает 250°С – следовательно, меньшая масса преобразуется в летучие вещества и ультрадисперсные частицы. Если взять 1,2 г АБС-пластика и прогреть его до 250°С на протяжении десяти минут, что примерно соответствует массе, температуре и периоду нагревания при прохождении пластика через хотэнд, концентрация стирола в объеме, равному внутреннему объему среднестатистического 3D-принтера (такого, как Kreator Motion) после одного часа работы достигает 280 ppm (миллионных долей).
Много это или мало, и что это вообще означает? Начнем с того, что стандарты безопасности варьируются от страны к стране, причем значительно. Так, согласно российским санитарно-гигиеническим нормативам предельно допустимая концентрация стирола в воздухе рабочей зоны не должна превышать 30 мг/м³, а среднесменная – 10 мг/м³. То есть 33 и 11 ppm соответственно. С другой стороны, Национальный институт охраны труда США (NIOSH) установил среднесменную концентрацию на уровне 90 мг/м³ или 100 ppm, а предельно допустимую – до 180 мг/м³ или 200 ppm. Ну и что, скажете вы, ведь 280 ppm – это выше и тех и других допустимых норм? Да, но в экспериментах речь идет об атмосфере внутри 3D-принтера, а не помещения. Если взять комнату размером 6х4х3 метра, то при открытой рабочей камере концентрация в течение часа будет примерно в 825 раз ниже, то есть порядка 0,34 ppm или 0,31 мг/м³. Другими словами, ничего страшного. В отношении PLA, PET и нейлона показатели оказались еще ниже.
Само собой, при таком разбросе стандартов и с учетом того факта, что многие изделия печатаются часами и даже сутками напролет, самым надежным решением остается вентиляция помещения, желательно принудительная. А вот засыпать возле любимой «пруши», наверное, не стоит. Ультрадисперсные частицы представляют отдельную проблему, так как из-за малого размера, достигающего 10 нанометров, их сложно уловить даже с помощью HEPA-фильтров. Для этого исследователи рекомендуют применять фотокаталитические фильтры. С полным докладом можно ознакомиться
по этой ссылке.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.
Комментарии и вопросы
По стоимости порошка не знаю (...
Стоимость порошка больше стоим...
как считаете, сколько такой ор...
При печати стали появляться шв...
Здравствуйте, друзья. Сталкива...
Все печаталось нормально , но...
Пожалуйста подскажите, как реш...