研究

BOFA发表关于3D打印排放的影响的研究论文

美国银行国际该公司发表了一篇研究论文,综述了3D打印过程排放的微粒和气体的影响。

这项研究着眼于3D打印过程中产生的有害空气污染物的存在,如熔融丝制造(FFF)和缸聚合,以及打印机制造商如何通过集成有效的过滤系统来保护员工的健康和产品质量。

美银3DP & Growth Markets产品经理罗斯•斯通汉姆(Ross Stoneham)表示:“该报告强调了安装有效过滤解决方案的重要性,这些解决方案可以帮助捕获和清除任何潜在的有害排放。”“这不仅有助于保护操作人员免受潜在有害空气污染物的影响,还将确保最终产品和机器不受污染。”

罗斯·斯通汉姆,美国银行3DP和增长市场产品经理。照片通过BOFA。
罗斯·斯通汉姆,美国银行3DP和增长市场产品经理。照片通过BOFA。

解决AM的隐患

由于3D印刷往往涉及熔化和烧结,因此一个特殊的健康和安全问题是空降污染物的排放,这可以是各种形状,尺寸和嗅觉。

作为便携式烟气提取技术的领导者,美国银行一直在开发专门用于增材制造行业的产品组合,可以帮助降低与3D打印机产生的空气排放相关的风险。

今年7月,美国银行与法国3D打印机供应商签署了分销合作协议阿姆3d.提供其3D PrintPRO空气过滤产品。这些设备可以集成到第三方3D打印机中,以捕获在印刷过程中发出的任何有害烟雾和颗粒。

这类空气污染物包括超微颗粒(UFPs),它们通常在纳米颗粒大小范围内,而挥发性有机化合物(VOCs)具有明显的难闻气味。

这两种类型的排放的有害影响以前已经有了详细的记录,如国家职业安全和健康研究所(NIOSH)出版健康和安全海报专门针对3D打印。

在其他地方,研究人员首尔国立大学曾调查过喷嘴温度对排放率的影响FFF 3D印刷期间的危险颗粒,以及来自的科学家美国环境保护署(EPA)也进行了研究FFF 3D打印期间的VOC排放,这次看复合材料如碳纤维增强的ABS。

FFF期间的微粒释放。通过美国银行的形象。
FFF期间的微粒释放。通过美国银行的形象。

BOFA的3D打印排放报告

美国银行的研究论文特别关注了两种3D打印工艺:FFF和增值税聚合技术,如立体平版数字光处理(DLP)。这项研究旨在更好地教育3D打印市场对3D打印机排放的影响,使他们以更知情和更安全的方式使用。

FFF和缸聚合工艺都很受入门级用户的欢迎,但它们的设计往往需要频繁的手动加载、处理和工艺优化,而这些都发生在靠近打印室的地方。这意味着操作人员接触空气排放的可能性更大。

在其他发现中,该报告概述了3D打印机喷嘴的温度如何显著影响FFF过程产生的颗粒体积。喷嘴温度的升高降低了打印过程中产生的平均粒径,这意味着它们能够更容易地穿透人体,从而对个人健康产生负面影响。

该研究论文还发现,FFF打印机释放的气体还包括VOCs,可能会导致用户头痛、眼睛刺激、皮肤刺激,甚至职业性哮喘。

还确定了各种细丝,以发出不同水平的排放。例如,ABS长丝脱掉苯乙烯,丙烯腈和丁二烯,而PLA长丝释放出丙交酯和有机酸。然而,随着PLA印刷产生的气味远低于ABS的气味,许多人认为风险要低得多甚至不存在,但数据显示了两种材料产生的VOC,无论是人是否是能够通过他们的感官来检测。这就是为什么通过打开一个房间通风是大多数用户的标准练习。

接下来是缸聚合,加热液体材料在其自然状态下引起的光反应也被证明会释放空气中的物质。当印刷过程将树脂转化为固体材料时,并不是所有的树脂最终都进入成品,随后就产生了纳米颗粒。美国银行的报告还关注了后处理过程中产生的排放,如砂光、胶粘和溶剂型整理。

增值税聚合排放。照片通过BOFA。
增值税聚合排放。照片通过BOFA。

3D打印排放物的危害有多大?

在操作3D打印机时,了解与你呼吸的空气有关的健康危害是很重要的。然而,虽然将这些3D打印排放分为VOCs和颗粒是有用的,但也应考虑颗粒和气体的复合效应。

美国银行表示,用户有权了解3D打印机的排放情况,同时,应帮助雇主履行保护员工的法律责任。

该报告指出,颗粒大小对这一理解尤为重要,因为打印过程中释放的颗粒大小会影响它们在人的呼吸系统中的沉积位置。颗粒越小,它就能深入呼吸系统,造成的危害就越大。美国银行表示,还必须考虑气体与呼吸系统的相互作用,因为化学物质可以通过使用者的肺部和皮肤被吸收。

3D PrintPRO 3如何与3D打印机集成。图片来自美国银行国际
3D PrintPRO 3如何与3D打印机集成。图片来自美国银行国际。

减轻排放的影响

除了让读者了解3D打印排放的危害,美国银行的报告还提出了一些缓解策略来保护用户。

最有效的保护策略之一是使用固定通风系统等工程控制和直接提取技术。However, while both techniques are reasonably effective in separator the user from the hazard, they aren’t always able to completely contain the emissions produced during the process, and these can be released at the end of a build when the operator retrieves the printed part.

行政控制和个人防护设备(PPE)也是保护排放危害的方法,但这些方法只是限制个人的曝光而不是控制危险本身。在该报告中,BOFA认为,违反3D打印排放风险的最大保护水平是专业直接提取(LEV)系统。

展望未来,BOFA预计将3D打印机的生产率提高到印刷的材料量之间的直接相关性,而且反过来产生的排放量。研究论文表明,未来的增长制造的更大收养和成熟可能会更加注重确保该技术是安全的。通过这一点,机器和材料制造商有责任确保他们进行足够的测试,以确保其产品安全。

下周,美国银行将在福尔曼的展台上展示研究报告的完整结果,希望了解更多的人可以请在此下载文件

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