Проверяем испарения от SLA-печати с помощью монитора Honeywell HAQ

Наверняка многие задумывались о вреде FDM- и SLA-печати, и о "полезности" испарений от пластика и фотополимерной смолы в процессе печати модели. Ряд филаментов имеет резкий "пластиковый" запах (запах ABS-пластика), да и использование фотополимерной смолы требует соблюдения ряда требований безопасности. Мне стало интересно - я раздобыл монитор-газоанализатор и провел замеры в процессе печати на SLA принтере Longer3D Orange 30. Результаты под катом.

  Если говорить в общем смысле, то фотополимер для 3D печати представляет собой сложный химический состав: это жидкая полимерная смола (resin) с фотоинициатором и красителями. Фотоинициатор служит в качестве агента, ускоряющего полимеризацию и отверждение при засветке ультрафиолетовым излучением длиной волны около 405 нм. Как и любые другие продукты для 3D печати, при работе с SLA принтерами и смолой требуется соблюдать технику безопасности и базовые правила, так как подобная работа связана с определённым риском для здоровья. На фотографии SLA-принтер Longer Orange 30.

• Характеристики 3D принтера:Наименование: Longer3D Orange 30
• Тип устройства: Фотополимерный (LCD стереолитографический) 3D принтер
• Тип расходных материалов: УФ смола, в том числе модельные и стомотологические фотополимеры
• Длина волны излучения: UV LED 405 nm
• Область построения: 120 х 68 х 170 мм
• Толщина слоя: 10...100 микрон (мкм)
• Разрешение печати: 2560 х 1440 пикселей, 47.25 мкм
• Точность перемещения по Z: 10 мкм
• Скорость печати: до 30 мм/час
• Подключение: USB накопитель
• Управление: сенсорный дисплей 2,8"
• Питание: 12В 6А 72Вт
• Размер принтера: 200 х 200 х 390 мм
• Масса: 6,7 кг.

 Проверять испарения во время печати я буду с помощью специального монитора качества воздуха Honeywell HAQ.

Характеристики монитора-анализатора:

• Бренд: Honeywell
• Модель: HAQ
• Тип: монитор качества воздуха
• Количество датчиков: 5 шт, PM2.5, T/H, TVOC (ЛОС), CO2, НСНО (формальдегиды)
• Сводные показатели: Да
• Дисплей: Сенсорный OLED
• Приложение: Да
• Интерфейсы: Wi-Fi, MicroUSB
• Встроенный аккумулятор: 2600 мАч

Этот монитор показывает не только базовые параметры воздуха — температуру-влажность (T/H) и содержание пыли (PM2.5), но и содержание органических летучих веществ и формальдегидов в воздухе, которым мы дышим.

Краткая справка, что такое PM2.5, T/H, TVOC (ЛОС), CO2, НСНО и почему это вредно:

1) Т/Н – индекс соотношения температуры и влажности, который рассчитывается по показаниям температуры и влажности соответственно. Для жилых и офисных помещений важно, чтобы этот показатель был в разумных пределах, иначе дискомфорт будет не только для человека, но и для животных, растений, даже, банально, для мебели (излишняя сухость или избыток влаги). Низкая влажность крайне заметна зимой в помещениях с отоплением, а условия с переизбытком влажности благоприятны для развития плесени, что может иметь печальные последствия. Как минимум, нужно знать про состояние окружающего воздуха и понимать причины изменения его состава. В основном, большая часть таких проблем решается регулярным проветриванием или установкой увлажнителя.

2) PM2.5 –показатель наличия в воздухе взвеси твердых частиц (пыль и т.п.), размером менее 2.5 микрон (0.0025 мм). Сюда относится уличная пыль, продукты горения (например, сажа от старых дизельных автомобилей), частицы сигаретного дыма, и прочие проблемы. Решается фильтрацией воздуха с улицы, устранением внутренних причин (например, на производстве). Одна из самых актуальных проблем в крупных городах, в спальных районах, расположенных вблизи оживленных магистралей и так далее. Обилие летающих частиц вызывают аллергические приступы, раздражения, различные легочные неприятности.

3) НСНО — сводный показатель частиц соединений формальдегида. Это важный параметр, так как превышение концентрации формальдегида вредно как для человека, так и для животных. Источником вредных соединений, банально, может стать дешевая корпусная мебель из ДСП. Берегите детей, формальдегид может вызывать раздражение слизистых оболочек, органов дыхания и вызывать аллергические реакции.

4) CO2 — индекс содержания углекислого газа в воздухе. Показательная величина для жилых и офисных помещений. Не забывайте регулярно проветривать, поддерживая оптимальное значение СО2, иначе может ухудшаться самочувствие, снижаться производительность деятельности. В маленьком помещении с большим количеством людей показатель СО2 растет на глазах.

5) TVOC — данный показатель отражает индекс наличия ЛОС (Летучих органических соединений, VOC) в окружающем воздухе. Как правило, значение TVOC увеличивается, если рядом находится источник: причиной увеличения TVOC может стать, например, сигаретный дым, приготовление пищи на кухне, бытовые и строительные аэрозоли, краски, растворители, бытовой газ и прочая летучая «химия». Не стоит доводить этот показатель до критических значений — постарайтесь своевременно проветривать или обеспечивать вытяжную вентиляцию. Если речь идет про конкретные мероприятия, например, окраска помещений, то старайтесь использовать средства индивидуальной защиты, такие как респираторы. Превышение допустимых значений может привести к резкому ухудшению самочувствия.

6) Сводный показатель IQ – это метрика «пригодности» окружающего воздуха, по 100-балльной шкале. 

Большинство доступных фотополимерных принтеров имеют сходный технологический процесс печати — послойное отверждение жидкого фотополимера излучением (UV) через матрицу-маску. 

Монитор качества воздуха Honeywell показал предварительный замер - воздух в комнате чистый. Можно приступать к эксперименту.

Заполняю ванночку принтера, готовлю к печати, в том числе и модель для печати.

Использовался фотополимер (стандартный) UV 405 nm (Эникубик). Во время печати принтер и ванночка накрыты фотозащитным кожухом, препятствующим проникновению ультрафиолета. Воздуха, удаляемый из рабочей зоны, никак не проверяется, не фильтруется.

 Помещаю монитор непосредственно в рабочую зону SLA принтера. Показания и загазованность постепенно растет.

 Во время печати получаю данные удаленным подключением — со смартфона. На лицо явное превышение концентраций летучих веществ и газов формальдегитов, и других органических соединений.

 Во время печати показания держатся примерно на одном уровне, даже если проветривать помещение, в непосредственной близости к рабочей зоне показания высокие.

 Снимаю готовую модель. От фотополимера исходит небольшой запах.

 После промывки фотополимер показывает несколько меньшие показания TVOC (органических летучих веществ и соединений)...

... и показания содержания формальдегидов (HCHO).

 Промытая, но не до конца отвердевшая смола «пахнет». Правда уже меньше. Запах уходит после повторной промывки и дополнительной обработки УФ в течение минуты.

 А вот пыли в воздухе нет. Во время печати и после показания содержания частиц PM2.5 минимальное.

 После процесса печати в воздухе остается тяжелый запах смолы — не забывайте про проветривание и технику безопасности при работе с подобными веществами.

 Опыт показывает, что практически все фотополимерные смолы имеют испарения и запах. В зависимости от состава это может быть сильнее и опаснее, но есть и безопасные варианты, например, стоматологические или био-смолы (Water/Dental).

Что касается техники безопасности при работе со смолами — проветривайте помещение (а еще лучше установите вытяжку), непосредственно со смолой работайте со средствами индивидуальной защиты. Избегайте попадания на слизистую (глаза и т.п.).

Проверить и получить вовремя данные о качестве воздуха позволит специальный монитор-анализатор Honeywell HAQ. В настоящий момент действует купон на скидку 10% "HQ". 

Если интересно, можно сделать похожие замены и для FDM-печати, например, для бюджетного ABS-пластика.