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    極光創新:FDM3d打印會對室內空氣質量產生影響

    發表時間:2021-09-22?????責任編輯:極光創新

    3D打印從20世紀末到現在,短短30多年間已經滲透到社會生活的方方面面。工業級3D打印機可用于復雜零件的一次成型,既能降低成本,又能保持零件之間質量和精度的統一,還可用于模具的快速制造,提高生產效率。而且桌面級FDM3D打印機已經廣泛應用于我們的日常生活中。

    FDM3d打印

    FDM3D打印的工作原理是以線性塑料或其他基礎材料為原料,在高溫下熔化材料,按照數字模型分區形成的截面逐層堆積打印。常用的熱塑性材料有ABS、PLA、尼龍等。在打印過程中,熱塑性材料在高溫下熔化,不僅會釋放出多種揮發性有機物,還會釋放出大量直徑小于0.1微米的超細顆粒,從而降低室內空氣質量,甚至對人體健康造成危害。

    FDM3D打印時不同材料釋放的有機化合物也不同。例如,ABS會釋放苯乙烯。對人體神經系統、呼吸系統、循環系統有毒。然而,超細顆粒會通過呼吸沉積在肺部,甚至通過肺泡進入血液循環系統,從而損害人體健康。在過去的幾年里,許多研究調查了3D打印釋放的污染物對人體健康可能產生的負面影響,并取得了一些成果。例如,UL化學安全和佐治亞理工學院進行了一項為期兩年的調查,以探索桌面級FDM3D打印機對室內空氣質量的影響。

    在之前的3D打印和新興材料暴露與風險評估研討會上,發布了一些新的研究成果,不僅揭示了FDM3D打印釋放的超細顆粒對室內空氣質量和公眾健康的影響,還討論了這些釋放的具體成分、粒徑和停留時間。例如,美國國家職業安全與健康研究所評估了ABS釋放的顆粒對人體肺細胞的毒性。

    FDM3D打印污染排放的研究高度依賴于檢測儀器。其中,有機化合物可能需要通過質譜儀進行檢測。在美國環境保護署進行的一項研究中,使用了定制的反應堆和質譜儀。在反應器中,在實際印刷過程中模擬加熱時間、和噴嘴處的氧氣濃度,然后通過質譜儀進行分析。環境空氣污染研究中的超細顆粒已經有了相對成熟的技術和分析系統,可以集成超細顆粒計數和視頻記錄。通過類似的系統,研究人員可以分析3D打印過程中超細顆粒在空氣中分布和停留時間。

    目前,關于3D打印污染排放的研究還處于起步階段,國內相關研究較少。3D打印是制造技術發展的趨勢之一,未來將在生產生活中進一步普及。因此,這項技術造成的環境污染和對人體健康的損害都是必須解決的問題。有一些簡單的措施可以幫助操作人員減少3D打印對室內空氣質量的負面影響,比如保持良好的通風、給3D打印機安裝外殼,將噴頭溫度設置在材料溫度范圍的下限。但是這些措施并不是治本之策。要徹底解決這個問題,還需要對材料和3D打印技術本身進行完善,這就需要我們對檢測手段進行升級,對3D打印產生的污染排放有更深入的了解。


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