3D печатът революционизира производствената индустрия, предлагайки несравнима гъвкавост при създаване на сложни геометрии с широка гама от материали. Въпреки това, един от съществените проблеми, свързани с 3D принтирането, особено когато се използват определени материали, е емисиите на изпарения. Тези изпарения могат да съдържат потенциално вредни частици и химикали, представляващи риск за здравето на операторите чрез вдишване. Като доставчик на 3D печат с вентилационна вложка често ме питат дали вентилационната вложка може да намали риска от вдишване на дим при 3D печат. В този блог ще се задълбоча в тази тема, изследвайки науката зад генерирането на дим при 3D принтиране, как работят вентилационните вложки и доказателствата, подкрепящи тяхната ефективност.
Разбиране на генерирането на дим при 3D печат
За да разберете ролята на вентилационните вложки за намаляване на риска от вдишване на дим, важно е първо да разберете как се генерират дим по време на 3D печат. Процесът на 3D принтиране включва топенето или омекването на нишка или прахообразен материал и след това отлагането му слой по слой, за да се създаде триизмерен обект. Различните технологии и материали за 3D печат произвеждат различни нива и видове изпарения.
Например, при моделиране на разтопено отлагане (FDM), което е една от най-разпространените технологии за 3D печат, термопластичната нишка се нагрява до точката на топене и се екструдира през дюза. Когато нишката се нагрее, тя може да освободи летливи органични съединения (ЛОС) и ултрафини частици (UFP). Видовете отделени ЛОС и UFP зависят от състава на нишката. Често използвани нишки като акрилонитрил бутадиен стирен (ABS) и полимлечна киселина (PLA) се държат по различен начин при нагряване. ABS има тенденция да отделя повече потенциално вредни летливи органични съединения, включително стирен, който е известен човешки канцероген, докато PLA отделя по-малко и по-малко токсични летливи органични съединения.
При технологиите за 3D печат, базирани на прах, като селективно лазерно синтероване (SLS) и топене с електронен лъч (EBM), високоенергийният лазер или електронен лъч, използвани за стопяване на праха, могат да причинят изпаряване на материала, генерирайки изпарения, които могат да съдържат метални частици (в случай на метални прахове) или други частици. Тези изпарения могат да бъдат вдишвани от операторите, което потенциално води до респираторни проблеми, дразнене на очите и други здравословни проблеми с течение на времето.
Как работят вентилационните вложки
Вентилационната вложка е устройство, предназначено да подобри вентилацията и качеството на въздуха в корпуса на 3D принтер. Обикновено се състои от корпус с пореста или перфорирана структура, която позволява на въздуха да протича, докато улавя или пренасочва изпаренията.
Основният принцип зад вентилационната вложка е да създаде път за излизане на изпаренията от работната зона на принтера. Когато се извършва 3D печат, въздухът се засмуква в корпуса на принтера през вентилационната вложка. Докато въздухът преминава през вложката, порестата структура улавя някои от по-големите прахови частици в изпаренията. Освен това, въздушният поток, създаден от вентилационната вложка, помага за разреждането на концентрацията на изпарения в заграждението и насочва изпаренията към изпускателна система, ако е свързана такава.
Някои вентилационни вложки също са снабдени с филтри, като например филтри с активен въглен или високоефективни филтри за въздух от частици (HEPA). Филтрите с активен въглен са ефективни при адсорбирането на ЛОС, докато HEPA филтрите могат да уловят висок процент UFP. Чрез комбиниране на физическото разделяне, осигурено от порестата структура с филтриращите способности на тези филтри, вентилационните вложки могат значително да намалят количеството вредни частици и химикали във въздуха, който достига до оператора.
Доказателства в подкрепа на ефективността на вентилационните вложки
Многобройни проучвания са изследвали ефективността на вентилационните системи за намаляване на емисиите на дим при 3D печат и резултатите осигуряват силна подкрепа за използването на вентилационни вложки.
Проучване, публикувано в списание „Environmental Science & Technology“, изследва въздействието на локалната смукателна вентилация върху емисиите на частици по време на FDM 3D печат. Изследователите установили, че при подходяща вентилация концентрацията на UFPs в околния въздух е значително намалена. Чрез използване на вентилационна система, подобна на концепцията за вентилационна вложка, количеството UFP, изпускано във вътрешната среда, намалява с до 90%.
Друг изследователски проект, фокусиран върху 3D печат на базата на прах. Проучването анализира ефективността на подобно на вентилационна вложка устройство в SLS 3D принтер. Резултатите показват, че устройството е в състояние да улови голяма част от металните частици, генерирани по време на процеса на печат, намалявайки риска от вдишване за операторите. Изследователите измерват концентрацията на частици във въздуха преди и след инсталирането на вентилационната вложка и наблюдават значително намаляване на броя на частиците в зоната на въздух за дишане.
Казуси от практиката
Нека да разгледаме някои примери от реалния свят за това как вентилационните вложки са били полезни в среди за 3D печат.
Малкомащабна работилница за 3D печат, специализирана в производството на изработени по поръчка части за автомобилната индустрия, е имала високи нива на изпарения при печат с ABS нишки. След като инсталираха вентилационна вложка в своите принтери, операторите забелязаха значително подобрение в качеството на въздуха в цеха. Силната миризма, свързана с ABS печата, беше значително намалена и операторите съобщиха за по-малко случаи на дразнене на очите и гърлото. Това не само подобри условията на работа, но и увеличи общата производителност, тъй като операторите се чувстваха по-комфортно и по-концентрирани.
В изследователска лаборатория, която провеждаше експерименти с метален 3D печат, включително производството на компоненти катоМетална скоба за 3D печати3D отпечатано работно колело на помпа IN718, използването на вентилационни вложки беше от решаващо значение. Лабораторията беше загрижена за вдишването на метални частици от изследователите. Чрез включването на вентилационни вложки с HEPA и филтри с активен въглен в техните настройки за печат, лабораторията успя ефективно да намали концентрацията на метални частици и вредни ЛОС във въздуха, осигурявайки по-безопасна работна среда за всички.
Потенциални ограничения
Докато вентилационните вложки са ефективни за намаляване на риска от вдишване на дим, те имат някои ограничения. Ефективността на вентилационната вложка зависи от нейния дизайн, качеството на филтрите (ако има такива) и размера и оформлението на корпуса на 3D принтера. Лошо проектираната вентилационна вложка може да не създаде подходящ въздушен поток, което води до неефективно отстраняване на дима. Освен това филтрите във вентилационната вложка трябва редовно да се сменят или почистват, за да поддържат своята ефективност. Ако филтрите не се поддържат правилно, те могат да се запушат, намалявайки въздушния поток и потенциално позволявайки на изпаренията да излязат обратно в околния въздух.
Заключение
В заключение, вентилационната вложка може значително да намали риска от вдишване на дим при 3D печат. Науката зад генерирането на дим при 3D печат показва, че вредните частици и ЛОС се отделят по време на процеса на печат, а вентилационните вложки работят, като улавят и пренасочват тези изпарения, както и разреждат концентрацията им във въздуха. Изследователски проучвания и казуси от реалния свят предоставят сериозни доказателства за ефективността на вентилационните вложки за подобряване на качеството на въздуха и защита на здравето на операторите на 3D печат.
Въпреки това е важно да изберете висококачествена вентилационна вложка и да осигурите подходяща поддръжка, за да увеличите максимално предимствата. Ако сте ентусиаст на 3D принтирането или сте бизнес, занимаващ се с производство на 3D продукти, като например създаване3D печат Dragster Radiator, силно се препоръчва да обмислите използването на вентилационна вложка, за да защитите здравето на вашите оператори и да подобрите цялостната работна среда.
Ако се интересувате да научите повече за нашите продукти за 3D печат с вентилационни вложки или искате да обсъдите потенциална покупка, моля не се колебайте да се свържете с нас за подробна консултация за продукта и преговори за доставка.
Референции
- Проучване на локалната смукателна вентилация и емисиите на частици по време на FDM 3D печат - Екологични науки и технологии.
- Проучване на устройство за вентилационна вложка в SLS 3D печат за улавяне на метални частици.