Мы все умрем, но не скоро, или Почему 3D-принтеры не так опасны, как вы думаете

Подписаться на 3Dtoday
news3dtoday
Идет загрузка
Загрузка
08.08.17
2223
33
Новости
12
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.
PREVIEW
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.
a202bb3250a1170552caa08053c1fe9d.jpg
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.
bd9350ce4e8f997bdc0984da42f3e84b.png
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.
273e6e84e5dedf44b0a7a9e38c71ddf5.jpeg
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).
86e4775749104455353871986c6eab73.png
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.
c47c68eeebc81f1f7c7fd842d038a671.jpg
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.
Подписаться на 3Dtoday
12
Комментарии к статье

Комментарии

8 Авг 15:26
0
Давно интересует вопрос - а если сделать вот прям герметичную камеру?
9 Авг 08:24
0
Бомбанёт от перегрева. :D
8 Авг 17:38
4
В случае с АБС-пластиком наибольшие опасения вызывает стирол, тогда как самым опасным компонентом полилактида (ПЛА-пластика) считается метилметакрилат.
Даблфейспалм... Кто это писал? Котэ с картинко?
АБС это сополимер производимый из 3 мономеров: Акрилонирила, Бутадиена и Стирола.

Просто для сравнения:


Акрилонитрил
относится ко 2-му классу опасности (высокоопасное) в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76.


Предельно допустимая концентрация (ПДК) акрилонитрила в воздухе рабочей зоны производственных помещений 0,5 мг/м3,
Порог ощущения запаха 4-8 мг/м3.


Стирол
по степени воздействия на организм относится к 3-му классу опасности по ГОСТ 12.1.005 - умеренно-опасные вещества.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров стирола в воздухе рабочей зоны - 30/10 мг/м3
Порог ощущения запаха - 0.07мг/м³


Бутадиен
По степени воздействия на организм бутадиен-1,3 относится к малоопасным веществам (4-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007)
.
Предельно допустимая концентрация паров в воздухе рабочей зоны - 100 мг/м3

----------------------------------------------------------------

Отдельно хотелось бы обратить внимание на цифры порога ощущения запаха и посоветовать осознать, что если вы чувствуете характерный запах АБС, то содержание акрилонитрила в районе вашего носа УЖЕ выше ПДК в 8-16 раз!
А вот если вы чувствуете запах при печати стирольными пластиками не содержащими акрилонитрила (HIPS, SBS) то до ПДК стирола, а тем более бутадиена, еще как до луны. А если вы вообще не чувствуете запаха, то концентрация стирола в воздухе ниже пороговой величины 0.07мг/м³ и можно смело разводить котиков внутри принтера.
Про метилметакрилат в ПЛА - без комментариев.
Иногда хочется постучать кому-нибудь молотком по голове - иначе, похоже, не достучаться.
8 Авг 17:49
1
Можете постучать по голове полякам. Ссылка приведена. А котика не трогайте. Поцарапает.

Причем тут запахи, вообще не понял. Как и акрилонитрил. Стирол рассматривается в качестве самого опасного просто потому, что его содержание наиболее высоко, а не в силу более высокой токсичности, да и приведен он в качестве отдельного примера.
8 Авг 19:35
1
Следуя Вашей логике:
Вода состоит из водорода и кислорода.
Смесь кислорода и водорода взрывоопасна, следовательно вода это взрывчатое вещество!
Или я Вас неправильно понял :)
9 Авг 10:30
0
Если через воду пропустить электрический ток, то она станет взрывоопасных веществом. То же и с полимерами: если их нагреть, то остаточные мономеры испарятся. Содержание не прореагировавших мономеров определяет качество и безопасность полимера.
9 Авг 03:55
0
Это же не английские ученые, а поляки! А вы на полном серьезе, да с ГОСТми. :)
9 Авг 09:31
0
Запах-субъективно. У всех нюх разный, даже у одного человека в разное время зависит от многих факторов ;) Т.что запах-не показатель. Более того, даже незначительное содержание, скажем, стирола, которое не ощущается органолептически, у некоторых людей может вызывать аллергию.
Все же печатать лучше под вытяжкой.
8 Авг 17:52
1
Причем тут запахи, вообще не понял. Как и акрилонитрил.
И вы говорите о поляках... ))
8 Авг 18:01
2
Да, о поляках. Которые проводили исследования. Я исследую только миски со сметаной и лоток.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров стирола в воздухе рабочей зоны - 30/10 мг/м3
Порог ощущения запаха - 0.07мг/м³
Почему я должен выбрасываться из окна, почувствовав запах стирола?
8 Авг 18:06
1
Почему я должен выбрасываться из окна, почувствовав запах стирола?
Право - не знаю )))
9 Авг 03:25
1
Руслан, дружище... Я только что написал пламенный пост, но его сожрала Яровая с бешеными пакетами. Наверное. Обидно.

Но начнем сначала и вкратце: я знаю, что Вы спец. Просьба: напишите статью, развейте мифы и расставьте точки над "i". Пожалуйста? :) Или закидайте меня информацией, а я напишу под Вашим руководством. Пора бы уже разобраться с темой "прюш, вонючих айбиэсов и противогазов". ;)

Рубим правду-матку. Это редакционная политика. Мой адрес: news@3Dtoday.ru
9 Авг 13:22
0
Присоединяюсь! Хотелось бы ознакомиться с мнением отечественных профи применительно к нашей ситуации с пластиками.
8 Авг 18:49
1
Почитал. Поляки дернули какие-то филаменты и сделали какие-то замеры. Любое вещество, синтезированное из чего либо, это чего-либо не выделяет при разумном воздействии. АБС не может выделять своих предков, если это качественный АБС. Давайте возьмём АБС хорошего чайника и нагреем его до температур экструзии. Многих удивит картина. Нельзя взяв ноунейм, вешать ярлыки на всё. ИМХО
9 Авг 14:05
0
Давайте возьмём АБС хорошего чайника
Чайники не делают из АБС. Тем более хорошие :) В основном используется ПОМ. Из АБС/ПК могут делать лишь корпуса не соприкасающиеся с водой.
Почему, думаю, понятно...
9 Авг 14:44
0
Забавно. Вроде хотел навесить мяч производителям... У нас что, всё как в футболе? Не может вонять филамент из качественного сырья, сделанный по качественной технологии. Конечно, в пределах нормы. Теперь вопрос. А какова норма, которая доступна современному уровню техники? И насколько таковая отличается от предлагаемых филаментов? Ёлки-палки, так хочется услышать начальника транспортного цеха...
8 Авг 21:58
1
Ну, если учесть, какой гадостью мы в течение жизни дышим на улицах, приведенные цифирки вообще вызывают смех...:D
8 Авг 22:26
2

Мы все умрем, ...

Esche Polska Ne Sginela...

Не могу серьёзно относится к нации, напавшая конницей на немецкие танки... Чапаев - конечно это всем - пример, но это просто анекдот.

baa14e693ed9d6ce3686a4dcc7899f91.jpg
40b187e42692a16df64d407316e75796.jpg
2a1790cd2f6d69534acb0c7a88a3036d.jpg


Что касается запахов - это всё субьективно и индивидуально, есть даже такое понятие - "индивидуальная непереносимость", не говоря уже об астматиках.

Рекомендую просто всем, кто думает или уже поставил дома принтер - сделать приточно-вытяжную вентиляцию.
Вытяжка - в форточку, а не в общедомовой венткороб.

Идеальный вариант - на балконе/лоджии, но там надо думать про зимнее время, и про доп.ёмкость с утеплением,
не забывая о подсосе воздуха с балкона в комнату.

Основных правил - два:
"тепловая труба", и
ГОСТовская формулировка "неплотности в оконных и дверных проёмах".

Если окна квартиры выходят на две стороны - поздравляю - Вам повезло!
Можно учитывать ещё и сезонную "Розу Ветров".

Тема - настолько большая, что я думал было запилить пост, но потом понял, что не осилю - для меня это
очень большой пласт/айсберг...
Пока руководствуюсь только отрывочными знаниями, почёрпнутыми на практике, и - после бесед с профессиональными вентиляторщиками разного уровня руководства и образования.

Оставлю эту науку для себя - как "хобби".
9 Авг 03:46
1
Дело - труба. В хорошем смысле. Салютую Ski. :)
9 Авг 09:21
1
Не могу серьёзно относится к нации, напавшая конницей на немецкие танки
вы это серьезно?.....
9 Авг 18:52
0
Конечно.
Исторически - польский солдат - воспринимался во всей Европе как анекдот (не я придумал).

А вследствие последних событий - гляньте на "глобус Украины" - и всё сразу понятно...

Яблоко от яблони... Инфекция мозга - она - ползуча...

Не надо мешать руководителей, народ и инженеров, не говоря уже про учёных...
9 Авг 10:07
3
Не могу серьёзно относится к нации, напавшая конницей на немецкие танки...
У них были хорошие учителя :D

Атака Бригады легкой кавалерии под Балаклавой в 1854г., когда русская картечь выкосила 2/3 "цвета британской нации" До сих пор в Англии-синоним глупой храбрости. :D
9 Авг 14:51
2
До сих пор в Англии-синоним глупой храбрости.

Ну, зачем же перевирать британские традиции? Они из этого эпизода высосали кучу примеров для подражания своей армии. Это и тонкая красная линия, и жесткое подчинение приказу. Там много. И этот эпизод - офигенная гордость британцев. Читаем Теннисона и слушаем Iron Maiden
9 Авг 15:06
2
подвиг одного .. это преступление другого (с) М. Жванецкий
9 Авг 15:45
1
подвиг одного - это ОЧЕНЬ ЧАСТО - преступление другого (с) М. Жванецкий

давайте цитировать в авторской редакции, хорошо?
9 Авг 16:39
1
это радикально меняет смысл? хорошо, впредь постараюсь

кстати, вы не ответили на выше заданный вопрос с вашей цитатой....
9 Авг 18:51
0
Ok, щас...

+ Update: ответил, как мог.
У меня не цитата - а просто ВОСХИЩЕНИЕ бахвальством этих близких по духу народов...

Я бы так не смог ;)
9 Авг 20:04
1
ок, принято :)
а то я уж было подумал.....
9 Авг 21:25
0
Зря Вы обо мне плохо подумали ;)

Я провожу обычно очень ЧЁТКУЮ черту обязательно АЛО-КРАСНОГО ЦВЕТА между Матросовым и Матроскиным...
...помня про заградотряды.
10 Авг 11:28
1
ну видимо на этот раз мне из далека просто плохо видно было :)
закрыли тему ;)
10 Авг 13:20
0
плохо видно было
Бывает...
Дым отечества - обычно полагается - развеивать, а не курить всяким там ёжикам...

Тогда не только свою Лошадку - найдёшь, но и Сове - по башке настучишь...

60a12307ff173ed74b34bab47e11a321.jpg
9 Авг 21:58
0
Атака Бригады легкой кавалерии под Балаклавой
Вот тут вроде хорошо написано. Сличил с англоязычной версией - похоже.

Вот - собрание выживших из общего числа в 600 человек, 1904 Год (спустя 50 лет после Балаклавы).
Обратите внимание на лица...

e29149dc452fdc76fcd83c076df18381.jpg
13 Авг 17:12
0
Перечитал первоисточник.
Цитата:
The results of the present study are limited in that different concentration of VOC could be found in well ventilated hall in comparison with small office.
A test in an operational environment would help to clarify this point.
"Замечательный" вывод после этого фундаментального исследования про вредность 3D-печати.

Глянул спонсоров - инновационная'2015 польская компания по фильтрам очистки.

Ч.Т.Д.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Почему периметры не соединялись

Wanhao D7 улучшаем печать без паяльников и отверток.

Переезд на воду

3Dtoday за 60 секунд от 13 декабря

General Electric продемонстрировала прототип нового 3D-принтера для скоростной печати металлами

Junior Skills по прототипированию в Туле 2017 года