研究

美国银行发表关于3D打印排放影响的研究论文

美国银行国际作为烟雾和颗粒提取技术的开发者,他发表了一篇研究论文,回顾了3D打印过程中排放的颗粒物和气体的影响。

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

美国银行3DP & Growth Markets产品经理Ross Stoneham表示:“该报告强调了安装有效的过滤解决方案的重要性,这些解决方案可以帮助捕获和消除任何潜在的有害排放物。”“这不仅有助于保护操作人员免受潜在的有害空气污染物,但也将确保产生的产品和机器免受污染。”

罗斯·斯通汉姆,美国银行3DP和增长型市场产品经理。通过美国银行的照片。
罗斯·斯通汉姆,美国银行3DP和增长型市场产品经理。通过美国银行的照片。

解决AM的隐藏危险

由于3D打印通常涉及熔化和烧结,一个特别的健康和安全问题是空气中污染物的排放,这些污染物可能有各种形状、大小和气味。

作为便携式油烟提取技术的领导者,美国银行一直在开发专门针对添加剂制造业的产品组合,可以帮助降低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Atome3D提供其3D PrintPRO空气过滤产品.该设备可以集成到第三方3D打印机中,以捕获打印过程中产生的任何有害气体和颗粒。

这些空气污染物包括通常在纳米颗粒大小范围内的超细颗粒(UFPs),而挥发性有机化合物(VOCs)具有明显的难闻气味。

这两种排放的有害影响以前已经有了很好的记录,例如国家职业安全与健康研究所(NIOSH)出版健康及安全海报专门针对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速率的影响FFF 3D打印过程中的有害颗粒,来自美国的科学家美国环境保护署(美国环保署)也进行了研究FFF 3D打印过程中的VOC排放这次我们关注的是碳纤维增强ABS等复合材料。

FFF期间颗粒释放。通过美国银行的形象。
FFF期间颗粒释放。通过美国银行的形象。

美国银行的3D打印排放报告

美国银行的研究论文特别关注两种3D打印工艺:FFF和还原聚合技术,如立体光刻数字光处理(DLP)。该研究旨在更好地教育3D打印市场,让他们了解3D打印机排放的影响,以更知情和安全的方式使用。

FFF和大桶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人工加载、处理和工艺优化,而这些都发生在靠近印刷室的地方。这意味着操作员更有可能接触到空气中的排放物。

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过程中产生的粒子的体积。喷嘴温度的升高会降低打印过程中产生的平均粒径,这意味着它们更容易穿透人体,从而对个人健康产生负面影响。

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

各种灯丝也被鉴定出释放不同水平的排放。例如,ABS纤维释放苯乙烯、丙烯腈和丁二烯,而PLA纤维释放丙交酯和有机酸。然而,随着印刷产生的气味与ABS、解放军远低于许多人认为风险要低得多,甚至是不存在,但数据显示有挥发性有机化合物的仪器产生的材料,无论一个人是否能够发现他们的感官。这就是为什么打开窗户使房间通风是大多数用户的标准做法。

接下来是还原聚合,加热液态物质在其自然状态下引起的光反应也被证明会释放空气物质。当打印过程将树脂转化为固体材料时,并不是所有的树脂最终都在成品中,随后会生成纳米颗粒。美国银行的报告还关注了后处理过程中产生的排放物,这些后处理过程包括砂光、胶合和溶剂型整理。

增值税聚合排放。通过美国银行的照片。
增值税聚合排放。通过美国银行的照片。

3D打印的排放物有多有害?

了解在操作3D打印机时呼吸的空气对健康的危害是很重要的。然而,虽然将这些3D打印排放物分为VOCs和颗粒是有用的,但颗粒和气体的复合效应也应该考虑在内。

根据美国银行的说法,用户有权了解他们的3D打印机的排放,同时,应该帮助雇主遵守他们的立法责任,保护他们的员工。

该报告指出,颗粒的大小对这一理解尤其重要,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,就能越深入呼吸系统,造成的伤害也就越大。美国银行表示,还必须考虑气体与呼吸系统的相互作用,因为化学物质能够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。

减轻排放影响

除了教育读者3D打印排放的危害,美国银行的报告还列出了一些缓解策略,以保护用户。

最有效的保护策略之一是使用工程控制,如固定通风系统和直接抽取技术。然而,虽然这两种技术在将用户与危险隔离方面都相当有效,但它们并不总是能够完全控制过程中产生的排放,这些排放可能会在构建结束时,当操作员检索打印的部件时释放出来。

行政控制和个人防护装备(PPE)也是防止排放危害的方法,但这些只是限制个人的接触,而不是控制危害本身。在这份报告中,美国银行认为,针对3D打印排放风险提供的最大级别保护是一个专业的直接提取(LEV)系统。

展望未来,美国银行预计3D打印机生产率的提高与打印材料的数量以及产生的排放量之间存在直接关联。这篇研究论文表明,未来增材制造技术的进一步采用和成熟,可能会使人们更加关注该技术的安全性。因此,机器和材料制造商有责任确保他们进行充分的测试,以确保他们的产品是安全的。

下周,美国银行将在其展台上展示研究论文的全部发现,希望了解更多的人可以在此下载论文

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