Kategorie artykułów
 
Efekty uboczne FDM, czyli dlaczego zamknięta komora robocza ma sens 0
Efekty uboczne FDM, czyli dlaczego zamknięta komora robocza ma sens

Termiczne przetwarzanie filamentu przez drukarkę 3D wiąże się nie tylko ze zmianą stanu skupienia surowca z ciała stałego na substancję płynną, która w kolejnych etapach krok po kroku, warstwa po warstwie, przekształcona zostaje w trójwymiarowy wydruk. Nieodłącznym towarzyszem temperaturowej obróbki termoplastu jest powstawanie różnego rodzaju związków lotnych oraz wydzielanie się mikrocząstek materiału, z którego uzyskuje się wydruk. Ten efekt uboczny przetwórstwa filamentu wywiera mniej lub bardziej negatywny wpływ na organizm. Wymagane jest zatem stosowanie środków szczególnej ostrożności podczas drukowania przestrzennych obiektów. Podstawę podstaw stanowi tutaj dobra wentylacja pomieszczenia, wewnątrz którego znajduje się pracujące urządzenie drukujące. Istnieją jednak inne metody oczyszczania powietrza z potencjalnie szkodliwych dla zdrowia cząstek powstających w trakcie przestrzennego drukowania.

Przejście do tematu środków zaradczych wymaga uprzedniej, dogłębniejszej charakteryzacji problemu, w walce z którym są one stosowane. W związku z tym akapit, który czytasz obecnie, drogi Czytelniku, poświęcony został tejże tematyce. Filamentem, który cieszy się bardzo dużą popularnością wśród użytkowników drukarek 3D i opary którego będące wynikiem temperaturowej obróbki cechują się relatywnie wysoką toksycznością, jest terpolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy, znany przede wszystkim jako ABS. Substancję szczególnie niebezpieczną dla zdrowia stanowi styren. W negatywny sposób działa on na cały system nerwowy. Organizm wystawiony na jego działanie najlepiej wchłania tę substancję poprzez układ oddechowy. Związek ten, wchodząc w kontakt z błonami wyściełającymi elementy systemu odpowiedzialnego za oddychanie, podrażnia je. Narządem pełniącym rolę miejsca, w którym odbywa się przetwarzanie toksycznych substancji na takie, które w kolejnych etapach ich wędrówki po organizmie ulegają wydaleniu, jest wątroba, czyli jeden z komponentów układu pokarmowego. Długotrwała ekspozycja tego organu na styren doprowadzić może do jego marskości. Styren jest substancją niebezpieczną z jeszcze wielu innych powodów. Lista objawów, które wywołuje kontakt z nim, jest długa, zaś jej zwieńczenie stanowi rakotwórczy jego potencjał, który wskazany został m.in. przez Amerykański Departament Ochrony Środowiska oraz Międzynarodową Agencję do Walki z Rakiem.1

HEPA Zortrax M200 I M200 Plus

Nakładkę na drukarkę Zortrax M200 Plus wyposażono w filtr HEPA oraz filtr węglowy (©Zortrax)

Omawiany styren będący efektem ubocznym termicznego przetwarzania ABS-u przez drukarkę 3D powstaje również, gdy takiemu procesowi poddawane są filamenty nylonowe. Analogiczna sytuacja dotyczy też materiału HIPS. Problem stanowią jednak nie tylko omawiana substancja i związki pod względem szkodliwości jemu podobne, których jest multum. Podczas wytwarzania trójwymiarowych obiektów za pomocą drukarek 3D pracujących w technologii FDM zachodzi też emisja mikrocząstek materiału, z którego przedmiot jest wykonywany, do powietrza. Drobiny te nie pozostają bez wpływu na organizm. Ich odkładanie się w układzie oddechowym przyczyniać się może do rozwoju chorób z tym systemem powiązanych.

Wspomniana już wcześniej dobra wentylacja pomieszczenia z pracującą wewnątrz niego drukarką 3D stanowi jedną z kilku metod walki z zarówno mniej lub bardziej szkodliwymi substancjami lotnymi powstającymi podczas druku, jak również z mikroskopijnymi drobinami filamentu. Bardziej optymalną formą jest jednak wytwarzanie przestrzennych obiektów, wykorzystując w tym celu urządzenia drukujące wyposażone w zamykaną komorę roboczą, wewnątrz której umiejscowiono odpowiedni system filtracyjny.

Powszechnie stosowanym filtrem w drukarkach 3D z zamkniętą komorą jest aparat HEPA. Punkt odniesienia pozwalający na określenie skuteczności jego działania stanowi wielkość drobiny równa 0.3 μm. Cząstki o takim właśnie rozmiarze wychwytywane są z powietrza przez system filtrujący ze sprawnością najniższą, choć wciąż jest ona wysoka, bo  przekraczająca 99.9% Jako że wielkość wynosząca 0.3 μm to wspomniany już punkt odniesienia w rozważaniach dotyczących narzędzia HEPA, filtr ten lepiej pochłania zarówno drobiny o rozmiarach od tej wartości większych, jak również - uwaga, uwaga - cząstki mniejsze. Podsumowując zatem, sprawność omawianego systemu jest wyjątkowo duża, nie bez powodu więc jego stosowanie w komorach drukarek 3D cechuje się wysokim poziomem zasadności. Nakładki wyposażone w filtr HEPA znajdują się w ofercie marki Zortrax. Dostępne są m.in. produkty, które zainstalować można w modelach M200 Plus, M300 Plus i M300 Dual. W nakładkach tej marki umieszczono także filtr węglowy stanowiący bardzo dobre uzupełnienie aparatu HEPA. Wewnątrz drukarki 3D Zortrax Inventure również zainstalowano filtr HEPA.

Drukarka 3D Zortrax Inventure

Drukarka Zortrax Inventure wyposażona została w filtr HEPA (©Zortrax)

Zamknięta komora robocza zastosowana w konstrukcji drukarki 3D ma też inną zaletę, tym razem niezwiązaną stricte z zabezpieczeniem przed nadmierną emisją potencjalnie szkodliwych dla zdrowia substancji lotnych i mikroskopijnych drobin filamentu. Mianowicie, zapewniają one temperaturową stabilność procesu druku. Kontrola termicznych parametrów drukowania trójwymiarowych obiektów jest wyjątkowo istotna w przypadku wykorzystywania w tym celu materiałów termoplastycznych, w tym wspominanego wielokrotnie ABS-u.

Podsumowując, nadmierna ekspozycja organizmu na związki chemiczne stanowiące efekt uboczny temperaturowego przetwarzania filamentu przez drukarki 3D typu FDM oraz emitowane mikrocząstki termoplastu, których emisja ma miejsce podczas tego procesu, niesie za sobą potencjalnie poważne konsekwencje zdrowotne. Wymóg stosowania odpowiednich środków ostrożności podczas drukowania przestrzennego nie jest zatem nieuzasadniony. Stosowanie drukarki 3D z zamkniętą komorą wyposażoną w odpowiedni aparat filtrujący powietrze stanowi rozwiązanie optymalne w walce z ubocznymi efektami druku opartego na technologii FDM.


Zdjęcie główne: Drukarka Zortrax M300 Plus + Nakładka z filtrem HEPA (©Zortrax)

1W oparciu o artykuł: https://pl.wikipedia.org/wiki/Styren

Komentarze do wpisu (0)

Informacja w stopce
Menu Szukaj Menu więcej
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl