3D-печать произвела революцию в обрабатывающей промышленности, предлагая беспрецедентную гибкость в создании изделий сложной геометрии из широкого спектра материалов. Однако одной из серьезных проблем, связанных с 3D-печатью, особенно при использовании определенных материалов, является выделение паров. Эти пары могут содержать потенциально вредные частицы и химические вещества, представляющие риск для здоровья операторов при вдыхании. Меня, как поставщика 3D-печати с вентиляционной вставкой, часто спрашивают, может ли вентиляционная вставка снизить риск вдыхания паров при 3D-печати. В этом блоге я углублюсь в эту тему, изучая научные данные, лежащие в основе образования дыма при 3D-печати, как работают вентиляционные вставки и доказательства, подтверждающие их эффективность.
Понимание образования дыма при 3D-печати
Чтобы понять роль вентиляционных вставок в снижении риска вдыхания паров, важно сначала понять, как образуются пары во время 3D-печати. Процесс 3D-печати включает плавление или размягчение нити или порошкового материала, а затем нанесение его слой за слоем для создания трехмерного объекта. Различные технологии и материалы 3D-печати производят разные уровни и типы паров.
Например, при моделировании наплавлением (FDM), которое является одной из наиболее распространенных технологий 3D-печати, термопластичная нить нагревается до точки плавления и выдавливается через сопло. Когда нить нагревается, она может выделять летучие органические соединения (ЛОС) и ультрамелкие частицы (UFP). Типы выделяемых ЛОС и НФП зависят от состава нити. Обычно используемые нити, такие как акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) и полимолочная кислота (PLA), ведут себя по-разному при нагревании. ABS имеет тенденцию выделять больше потенциально вредных ЛОС, включая стирол, который является известным канцерогеном для человека, тогда как PLA выделяет меньше и менее токсичных ЛОС.
В технологиях 3D-печати на основе порошка, таких как селективное лазерное спекание (SLS) и электронно-лучевое плавление (EBM), высокоэнергетический лазер или электронный луч, используемый для плавления порошка, может вызвать испарение материала, образуя пары, которые могут содержать частицы металла (в случае металлических порошков) или другие твердые частицы. Эти пары могут вдыхаться операторами, что со временем может привести к проблемам с дыханием, раздражению глаз и другим проблемам со здоровьем.
Как работают вентиляционные вставки
Вентиляционная вставка — это устройство, предназначенное для улучшения вентиляции и качества воздуха внутри корпуса 3D-принтера. Обычно он состоит из корпуса с пористой или перфорированной структурой, которая позволяет воздуху проходить через него, улавливая или перенаправляя пары.
Основной принцип вентиляционной вставки заключается в создании пути для выхода паров из рабочей зоны принтера. Во время 3D-печати воздух всасывается в корпус принтера через вентиляционную вставку. Когда воздух проходит через вставку, пористая структура задерживает часть более крупных твердых частиц в дымах. Кроме того, поток воздуха, создаваемый вентиляционной вставкой, помогает снизить концентрацию дыма внутри корпуса и направляет дым в вытяжную систему, если таковая имеется.
Некоторые вентиляционные вставки также оснащены фильтрами, такими как фильтры с активированным углем или высокоэффективные фильтры твердых частиц (HEPA). Фильтры с активированным углем эффективно адсорбируют летучие органические соединения, а фильтры HEPA могут улавливать высокий процент UFP. Сочетая физическое разделение, обеспечиваемое пористой структурой, с фильтрующими возможностями этих фильтров, вентиляционные вставки могут значительно снизить количество вредных частиц и химикатов в воздухе, попадающем к оператору.
Доказательства, подтверждающие эффективность вентиляционных вставок
Многочисленные исследования изучали эффективность систем вентиляции в снижении выбросов дыма при 3D-печати, и результаты убедительно подтверждают использование вентиляционных вставок.
В исследовании, опубликованном в журнале «Экологическая наука и технологии», изучалось влияние местной вытяжной вентиляции на выбросы частиц во время 3D-печати FDM. Исследователи обнаружили, что при правильной вентиляции концентрация UFP в окружающем воздухе значительно снижается. Благодаря использованию системы вентиляции, аналогичной концепции вентиляционной вставки, количество UFP, попадающих в помещение, снизилось до 90%.
Другой исследовательский проект был посвящен порошковой 3D-печати. В исследовании анализировалась производительность устройства, подобного вентиляционной вставке, в 3D-принтере SLS. Результаты показали, что устройство способно улавливать большую часть металлических частиц, образующихся в процессе печати, снижая риск вдыхания операторов. Исследователи измерили концентрацию частиц в воздухе до и после установки вентиляционной вставки и заметили существенное уменьшение количества частиц в зоне пригодного для дыхания воздуха.
Тематические исследования
Давайте посмотрим на несколько реальных примеров того, как вентиляционные вставки полезны в среде 3D-печати.
Небольшой цех 3D-печати, специализирующийся на производстве деталей для автомобильной промышленности по индивидуальному заказу, раньше сталкивался с высоким уровнем дыма при печати нитями ABS. После установки вентиляционной вставки в свои принтеры операторы заметили значительное улучшение качества воздуха в цехе. Сильный запах, связанный с печатью ABS, был значительно уменьшен, а операторы сообщили о меньшем количестве случаев раздражения глаз и горла. Это не только улучшило условия труда, но и повысило общую производительность, поскольку операторы чувствовали себя более комфортно и сконцентрировались.
В исследовательской лаборатории, которая проводила эксперименты по 3D-печати металлами, включая производство таких компонентов, какМеталлический кронштейн для 3D-печатииНапечатанное на 3D-принтере рабочее колесо насоса IN718, использование вентиляционных вставок имело решающее значение. В лаборатории выразили обеспокоенность по поводу вдыхания исследователями металлических частиц. Включив в свои печатные установки вентиляционные вставки с фильтрами HEPA и фильтрами с активированным углем, лаборатория смогла эффективно снизить концентрацию металлических частиц и вредных летучих органических соединений в воздухе, обеспечив более безопасную рабочую среду для всех.
Потенциальные ограничения
Хотя вентиляционные вставки эффективны для снижения риска вдыхания дыма, у них есть некоторые ограничения. Эффективность вентиляционной вставки зависит от ее конструкции, качества фильтров (если они есть), а также размера и компоновки корпуса 3D-принтера. Плохо спроектированная вентиляционная вставка может не обеспечить достаточный поток воздуха, что приведет к неэффективному удалению дыма. Кроме того, для поддержания эффективности фильтры вентиляционной вставки необходимо регулярно заменять или чистить. Если фильтры не обслуживаются должным образом, они могут засориться, что уменьшит поток воздуха и потенциально позволит парам выйти обратно в окружающий воздух.
Заключение
В заключение отметим, что вентиляционная вставка может значительно снизить риск вдыхания дыма при 3D-печати. Научные исследования, лежащие в основе образования дыма при 3D-печати, показывают, что вредные частицы и летучие органические соединения выделяются в процессе печати, а вентиляционные вставки улавливают и перенаправляют эти пары, а также уменьшают их концентрацию в воздухе. Исследования и примеры из реальной жизни предоставляют убедительные доказательства эффективности вентиляционных вставок в улучшении качества воздуха и защите здоровья операторов 3D-печати.
Тем не менее, важно выбрать высококачественную вентиляционную вставку и обеспечить правильное обслуживание, чтобы максимизировать ее преимущества. Если вы энтузиаст 3D-печати или занимаетесь производством 3D-продуктов, например созданием3D-печать радиатора драгстера, настоятельно рекомендуется рассмотреть возможность использования вентиляционной вставки, чтобы защитить здоровье ваших операторов и улучшить общую рабочую среду.
Если вы заинтересованы в получении дополнительной информации о наших продуктах для 3D-печати с вентиляционными вставками или хотите обсудить потенциальную покупку, пожалуйста, свяжитесь с нами для подробной консультации по продукту и переговоров о закупках.
Ссылки
- Исследование местной вытяжной вентиляции и выбросов частиц во время 3D-печати FDM — Наука и технологии окружающей среды.
- Исследование устройства вентиляционной вставки при 3D-печати SLS для улавливания металлических частиц.