La stampa 3D è sicura? come stampare senza emissioni pericolose

La stampa 3D è sicura?
Gli incendi della stampa 3D come questo non sono le uniche cose che possono essere un pericolo per la salute

Quando si parla di sicurezza della stampa 3D, la maggior parte delle persone pensa che le stampanti prendano fuoco, tuttavia, le stampanti 3D generano anche particolato e composti organici volatili (COV). Allora qual è il grosso problema con la stampa 3D e il particolato o comunque i COV?

Affronteremo i problemi principali con le emissioni di stampa 3D dal punto di vista della sicurezza e, soprattutto, le idee sbagliate. Infine, ti forniremo alcune soluzioni in modo da assicurarti che tu e chiunque si trovi vicino alla tua stampante 3D siate al sicuro durante la stampa.

FILTRO DELL’ARIA DELLA STAMPANTE 3D: LE BASI
Fatto contro finzione
Ci sono molte idee sbagliate sulle emissioni di stampa 3D, proprio come su quanto sia semplice la stampa 3D

Quando si tratta della sicurezza della stampa 3D, ci sono diversi malintesi che sorgono quando si tratta di emissioni. Queste idee sbagliate possono essere suddivise in quattro affermazioni principali.

Finzione: la stampa in PLA è sicura al 100% senza un sistema di ventilazione.

A quanto pare, il PLA è in realtà più tossico dell’ABS per unità di particolato generato . Tuttavia, a parità di temperatura, il PLA non genera tanto particolato quanto l’ABS, creando confusione su quanto sia sicuro il PLA per la stampa in relazione ai VOC e alle particelle ultrafini.

In altre parole, temperature di stampa più elevate tendono a rilasciare quantità maggiori di particelle ultrafini e COV rispetto a temperature inferiori. In particolare, poiché il PLA viene stampato a temperature inferiori rispetto all’ABS, non rilascia tutte le tossine complessive.

Finzione: se non ha un cattivo odore, non è dannoso.

Questo semplicemente non è vero, poiché molte delle tracce di VOC e particelle ultrafini che provengono dalla stampa 3D non hanno un forte odore; la nocività dell’odore non è direttamente correlata al danno. Detto questo, se riesci a sentire l’odore dei fumi della tua stampante 3D, stai senza dubbio respirando COV e particolato ultrafine che potrebbero causare problemi di salute in seguito.

Finzione: la stampante deve essere ventilata all’aperto, altrimenti non può essere filtrata.

In effetti, la maggior parte delle stampanti 3D non è ventilata verso l’esterno a causa del fatto che il calore della camera viene perso quando ciò viene fatto, aumentando le possibilità di deformazione e altri effetti indesiderati. Ma ci sono alternative, come vedrai di seguito.

Finzione: i filtri HEPA non filtreranno le nanoparticelle generate dalle stampanti 3D.

Anche questo non è vero. I filtri HEPA possono filtrare e filtrano le nanoparticelle generate dalle stampanti 3D, nonostante la loro classificazione sia per particelle più grandi delle particelle ultrafini.

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Emissioni
Gli additivi nei filamenti stampati in 3D, come i coloranti, hanno portato a una crescente preoccupazione per la tossicità

Le emissioni di stampa 3D generalmente rientrano in due categorie principali: emissioni di particolato ed emissioni di COV. Discuteremo ciascuno di essi in dettaglio di seguito, quindi esploreremo quanto sono pericolosi.

Particolato
Prima di tutto, definiamo il particolato. A causa del modo in cui le stampanti 3D FDM e SLA solidificano la plastica, ci saranno sempre particelle ultrafini generate nell’aria che potrebbero essere respirate durante il processo di stampa. Tuttavia, a causa delle loro dimensioni, è impossibile vedere queste “particelle ultrafini” perché hanno una dimensione di 100 nanometri o meno. (Per fare un confronto, una ciocca di capelli relativamente sottile ha uno spessore di circa 50.000 nanometri.)

Pertanto, è la dimensione di queste particelle che le rende pericolose. Poiché possono essere facilmente inalati, l’esposizione nel tempo può causare danni ai polmoni o ad altri tessuti.

COV
A differenza del particolato, i COV sono i “fumi” che potresti essere in grado di annusare quando una stampante 3D sta stampando con determinati filamenti come l’ABS.

Se hai mai sentito odore di plastica bruciata, vernice secca o persino fumo da un falò, probabilmente hai inalato COV di qualche tipo. Non stiamo suggerendo che il fumo del falò sia intrinsecamente estremamente pericoloso, tuttavia, l’inalazione di fumi giorno dopo giorno può causare una varietà di malattie a seconda della sostanza chimica inalata.

Il tipo di stampante 3D è importante?
Sfortunatamente, i due tipi più comuni di stampanti 3D, FDM e SLA, possono generare sia particolato che VOC con le normali impostazioni di stampa. Ci sono diversi articoli, come quelli del Georgia Institute of Technology e dell’EPA , che affrontano direttamente questi problemi e quali tipi di cose influenzano le emissioni.

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Effetti pericolosi
Esistono diverse soluzioni per mantenere i fumi pericolosi fuori dall’aria

La grande domanda è: perché l’inalazione di COV e particolato è potenzialmente pericolosa? Ebbene, quando si tratta di COV, la risposta è piuttosto semplice. Se hai mai guardato il lato di una bomboletta aerosol sotto le avvertenze in cui si dice “Non inalare” e ha una serie di avvertenze sui rischi per la salute legati all’inalazione, ecco perché.

In particolare, l’inalazione di alcuni COV può causare una serie di problemi di salute a breve termine come “irritazione agli occhi, naso e gola, mancanza di respiro, mal di testa, affaticamento, nausea, vertigini e problemi della pelle” secondo HealthLinkBC . I problemi di salute a lungo termine possono includere danni permanenti agli organi o persino il cancro per alcuni COV.

Al contrario, le particelle ultrafini agiscono in modo leggermente diverso rispetto ai COV, in quanto le particelle stesse non devono necessariamente essere sostanze chimiche dannose di per sé. Il danno delle particelle ultrafini deriva più dalle loro dimensioni e dalla loro capacità di depositarsi in profondità nei polmoni e altri problemi simili. Ci sono prove che suggeriscono che le particelle ultrafini possono persino avere effetti cardiovascolari a lungo termine , oltre a una varietà di rischi per la salute.

Qual è il rischio relativo?
Va notato che molti processi nella vita quotidiana generano particelle ultrafini e COV. Attività di cucina comuni come cucinare su una stufa a gas possono generare quantità simili di particelle ultrafini alla stampa 3D, indicando che, sebbene il rischio sia presente, non è peggiore di ordini di grandezza di quello a cui sei già esposto. Tuttavia, è necessario prestare particolare attenzione poiché le stampanti 3D spesso funzionano molto più a lungo di una stufa a gas tradizionale e quindi tendono a generare più particolato nel complesso.

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Soluzioni
Racchiudere la stampante contribuirà a ridurre le emissioni a cui sarai esposto

Si spera di non averti spaventato troppo. E, per non temere, puoi sicuramente fare qualcosa al riguardo! Esistono tre metodi principali per ridurre i COV e le emissioni di particolato durante la stampa 3D.

Metti la stampante in una custodia
Il modo più importante per ridurre il particolato e i COV è impedire loro di lasciare l’area di lavoro intorno alla stampante in primo luogo. Molte persone lo fanno costruendo recinti per la stampa 3D per rallentare la diffusione delle tossine, essenzialmente intrappolandole all’interno dell’area di stampa.

Ovviamente, a causa delle dimensioni del particolato e della natura dei COV, a meno che la custodia non sia perfettamente sigillata, questo non ti manterrà del tutto al sicuro perché i COV e il particolato coleranno nel tempo. Tuttavia, in molti casi, lo rallenterà abbastanza da consentire al sistema di ventilazione esistente di mantenere i livelli abbastanza bassi all’esterno della custodia.


Il secondo modo per ridurre il particolato e i COV è usare un filtro dell’aria con un involucro in modo che il particolato e i COV siano assorbiti dal filtro. Vedi sotto per come scegliere il giusto tipo di filtro, poiché questo dipende dal tipo di emissioni (particolato vs VOC) che stai cercando di eliminare. Ci sono una varietà di opzioni a tua disposizione, da relativamente fai-da-te a costose.

Sfiatare i fumi all’esterno
Il terzo modo per ridurre particolato e COV è semplicemente ventilare l’area di stampa all’esterno. Il motivo per cui questa opzione è elencata per ultima è che presenta uno svantaggio significativo: ventilando l’area di stampa all’esterno, si raffredda l’area di stampa. Ciò renderà difficile la stampa per filamenti come l’ABS che tendono a deformarsi senza un piano di stampa e una camera riscaldati.


Di quale tipo di filtro ho bisogno?
I filtri a carboni attivi ad alto indice MERV possono essere utilizzati sia per i COV che per il particolato

Ora che sai di aver bisogno di un filtro per la stampa 3D, quali opzioni ci sono? In sostanza, per filtrare sia i VOC che il particolato, avrai bisogno di entrambi i tipi di filtri di seguito.

Si noti che questo vale sia per le stampanti FDM che per quelle SLA, nonostante le quantità relative di particolato e COV siano diverse tra i due metodi: SLA tende a dover rimuovere più VOC, mentre le stampanti FDM tendono a dover rimuovere più particelle ultrafini.

Filtro HEPA o filtro MERV di alta qualità (MERV 17 o superiore): questi tipi di filtri rimuovono le particelle ultrafini.
Filtro a carbone attivo: questo tipo di filtro rimuove i COV.
Naturalmente, sia i filtri a carbone attivo che quelli HEPA (o ad alto MERV) sono disponibili in molte forme e dimensioni. Nonostante ciò, sono una soluzione relativamente semplice per rimuovere il particolato dall’aria. I purificatori d’aria HEPA rimuoveranno le particelle ultrafini dall’aria con un’efficienza molto elevata di riduzione del 99,97% in condizioni operative normali.

È interessante notare che, nonostante ci sia un malinteso secondo cui questi filtri funzionano solo fino a una dimensione delle particelle di 0,3 µm, le particelle più piccole verranno effettivamente catturate dal filtro in quantità maggiori a causa del moto browniano .

Quindi, se vuoi mantenere il calore nel tuo involucro di stampa 3D ma essere comunque al sicuro e rimuovere particelle e COV, puoi semplicemente inserire un purificatore d’aria nel tuo involucro di stampa 3D. Il purificatore d’aria dovrebbe utilizzare filtri che siano sia HEPA che carbone attivo per garantire che entrambi i tipi di emissioni siano significativamente ridotti.


Quale filtro acquistare?
Una semplice soluzione chiavi in ​​mano per il filtraggio della stampa 3D è questo filtro montabile a parete di Alveo 3D

Ecco alcune opzioni che funzionerebbero per filtrare queste emissioni.

Unità montabile a parete: Alveo3D crea un’unità di filtrazione per stampa 3D che filtrerà sia i COV che le particelle ultrafini. Ogni filtro è realizzato in HEPA H13 e carbone attivo e include una ventola ad alta pressione da 120 mm per spostare l’aria attraverso il filtro.
Purificatore d’aria: un’altra opzione è acquistare un purificatore d’aria (o simile) e utilizzarlo all’interno del recinto di stampa 3D per filtrare i COV e le particelle.
Purificatore stampato in 3D: la nostra opzione finale sembra piuttosto sciocca, ma puoi realizzarla con un filtro P100 usa e getta e alcune parti stampate in 3D, anche se potresti aver bisogno di una ventola aggiuntiva per farlo funzionare. Il progettista pensa che questo tipo di filtro non farà nulla per ridurre le particelle ultrafini, ma come abbiamo detto prima, questo non è il caso a causa della teoria della filtrazione del moto browniano.
Va notato che il punto in cui si posiziona il filtro può influire sulla sua efficacia. Suggeriamo di posizionare il filtro in base alle indicazioni del produttore, che saranno diverse a seconda del tipo di filtro e della quantità di aria che viene aspirata attraverso il filtro.


Cosa posso fare nel frattempo?
L’apertura di una finestra può ridurre i COV e creare un bel po ‘di particolato dalla stampa

Se stai cercando una soluzione rapida e non hai deciso quale tipo di sistema di filtrazione utilizzerai, puoi ridurre al minimo l’impatto delle emissioni con un paio di semplici modifiche.

Prima di tutto, la tua casa normalmente filtra il particolato usando il filtro del forno che dovresti già avere nella tua casa. Aumentando temporaneamente il valore MERV di questo filtro (fino a quanto il tuo forno può sopportare) abbasserà il particolato nell’aria mentre aspetti la tua correzione permanente.

In alternativa, puoi stampare vicino a una finestra aperta se la temperatura non è troppo alta o troppo fredda, riducendo il particolato totale e i COV a cui sei esposto. Idealmente, questo dovrebbe essere fatto con una ventola vicino alla stampante per soffiare il particolato e i COV all’esterno, per ridurre al minimo la circolazione in casa.

Ora che abbiamo chiarito le cose sulla stampa 3D, puoi tornare a stampare quel bambino Yoda che hai sempre desiderato.

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