Le emissioni di composti organici volatili ( COV) nella stampa in Fibra di carbonio

GLI SCIENZIATI EPA ESPLORANO LE EMISSIONI DI COV DEI MATERIALI STAMPATI IN FIBRA DI CARBONIO 3D

Negli ultimi anni, le emissioni di composti organici volatili ( COV), un sottoprodotto del processo FFF, sono state oggetto di numerosi studi. Nel 2017, uno studio finanziato da SajTom Light Future Ltd. , in Polonia, ha concluso che con un’adeguata ventilazione, la fusione di materiali come ABS, PLA, PET e nylon non causa danni ai suoi utenti.

I risultati di un rapporto investigativo della durata di due anni dell’UL hanno anche riscontrato che l’esposizione alle particelle e alle emissioni di COV prodotte dai processi di stampa 3D sono generalmente basse quando si applicano le precauzioni appropriate.

Ora, scienziati della US Environmental Protection Agency (EPA) stanno studiando le emissioni di COV dal filamento di ABS che contiene rinforzo in fibra di carbonio nano. Ancora una volta, in questo caso si applicherebbero le stesse regole relative all’adeguata ventilazione, ma attraverso la collaborazione con la Consumer Safety Safety Commission (CPSC) e la National Nanotechnology Initiative (NNI), il team EPA sta cercando di fornire un aggiornamento dettagliato alla letteratura su questo argomento.

La ricerca di EPA sta esplorando le caratteristiche chimiche e fisiche uniche dei nanomateriali , tra cui dimensioni, forma, composizione chimica e stabilità, per aiutare a sviluppare modelli predittivi che determinano quali possono comportare una maggiore probabilità di rischio. Come affermato dall’EPA, tali nanomateriali sono presenti in oltre 1.300 prodotti commerciali come apparecchiature mediche, tessuti, additivi per carburanti e cosmetici.

Per comprendere le implicazioni per la salute umana e ambientale dei nanomateriali, è stato utilizzato un filamento ABS disponibile in commercio con una stampante 3D TAZ Lulzbot per determinare come sono cambiate le emissioni di COV . In tal modo, le emissioni di COV sono state quantificate e caratterizzate da filamenti di nanotubi di carbonio (CNT) in una varietà di condizioni per simulare il diverso riscaldamento, fusione e formazione di materie plastiche durante la stampa 3D.

Il team del Dr. Al-Abed ha valutato attentamente la temperatura, la durata del riscaldamento del materiale e la concentrazione di ossigeno nell’ugello. Questi fattori sono stati replicati all’interno di un reattore personalizzato e di uno spettrometro di massa, altrimenti noto come Sistema per gli studi diagnostici termici (STDS), per identificare le emissioni legate alla combustione.

È stato effettuato un confronto tra le emissioni di COV provenienti dal filamento infuso CNT e il filamento ABS “normale”. Il team ha scoperto che il materiale con CNT ha emesso due nuovi gas COV che potrebbero potenzialmente rappresentare un rischio per inalazione per gli utenti che stampano in 3D diversi chilogrammi di materiale.

Inoltre, i ricercatori hanno concluso che l’aumento della temperatura di stampa ha avuto l’effetto più significativo sull’aumento delle emissioni di COV, seguito dall’aumento del tempo di riscaldamento del materiale. La CNT ha anche dimostrato la capacità di “intrappolare” determinati gas VOC in particelle di plastica stampata in 3D.

Lo studio rileva che gli strumenti del ricercatore non sono stati in grado di misurare direttamente questi particolati, pertanto saranno necessarie ulteriori ricerche per comprendere i loro potenziali impatti sulla salute umana.

Per ulteriori approfondimenti su questi risultati, ” Emissioni di COV e meccanismi di formazione dei compositi di nanotubi di carbonio durante la stampa 3D ” sono disponibili online sulla rivista Environmental Science & Technology . È co-autore di Phillip M. Potter, Souhail R. Al-Abed, Dean Lay e Slawomir M. Lomnicki.

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