Лепшы ачышчальнік паветра для выпарэнняў 3D-прынтара і іншых забруджвальных рэчываў

3D-друк мае неверагодны патэнцыял для вытворчасці. Па меры сталення тэхналогій і падзення коштаў, цяпер можна выкарыстоўваць 3D-прынтары ў нашых хатніх майстэрнях і школьных класах, што дазваляе большай колькасці людзей займацца 3D-друкам як хобі ці нават бізнесам.

На жаль, 3D-прынтары таксама могуць негатыўна паўплываць на якасць паветра ў памяшканні з-за дыму і іншых забруджвальных рэчываў, якія яны вылучаюць. Каб даведацца, які ачышчальнік паветра лепш за ўсё кампенсуе ўздзеянне 3D-прынтараў, мы вывучым забруджвальныя рэчывы, якія выкідваюць прынтары, і якія прылады добра выдаляюць гэтыя забруджвальныя рэчывы з паветра.

У прамысловых умовах часта прысутнічаюць фільтры і магутныя сістэмы вентыляцыі для падтрымання належнай якасці паветра ў памяшканні, якую можна вымераць у адпаведнасці са стандартамі на працоўным месцы, устаноўленымі дзяржавай. Аднак гэтага няма для хатніх і школьных карыстальнікаў 3D-прынтараў. Паколькі гэтая тэхналогія адносна новая, правілаў мала, і ніхто не праводзіць праверкі вашай хатняй майстэрні, каб пераканацца, што выкіды вашага 3D-прынтара адпавядаюць стандартам OSHA. Гэта азначае, што вы павінны пераканацца, што якасць паветра ў вашым доме застаецца бяспечным і здаровым. Адзін са спосабаў зрабіць гэта - выкарыстоўваць ачышчальнік паветра.

Ці працуюць ачышчальнікі паветра супраць дыму і часціц з 3D-прынтараў?

3D-прынтары выкарыстоўваюць розныя метады для стварэння трохмерных формаў, але большасць камерцыйна даступных 3D-прынтараў для прыватных асоб або малога бізнесу выкарыстоўваюць метад, які называецца нанясеннем расплаўленага палімера (MPD). Гэты працэс таксама называецца мадэляваннем плаўленага нанясення (FDM). Прынтэры MPD экструдуюць пластык праз сопла, плавяць яго пры тэмпературы да 320 °C і наносяць тонкімі пластамі, якія ўтвараюць патрэбны аб'ект. Калі пластык награваецца да такіх высокіх тэмператур, яго кампаненты пачынаюць разбурацца і выкідваюцца ў паветра ў выглядзе вельмі дробных забруджвальных рэчываў і дыму. Ачышчальнік паветра павінен быць у стане паменшыць гэтыя тыпы забруджвальных рэчываў у паветры.

Тут мы спынімся на 3D-друку MPD. Да гэтай катэгорыі адносяцца папулярныя прынтэры MakerBot. Іншыя тыпы 3D-прынтараў, верагодна, будуць вырабляць іншыя тыпы забруджвальных рэчываў, але амаль усе яны абапіраюцца на парашкі, звязальныя рэчывы або плаўкія асноўныя матэрыялы, таму варта разглядаць сістэмы ачысткі паветра незалежна ад тыпу прынтара, які вы выкарыстоўваеце.

Віды забруджвальных рэчываў у 3D-прынтарах

З-за іх шырокага выкарыстання большасць лабараторных выпрабаванняў праводзіліся з выкарыстаннем 3D-прынтараў MPD. Гэтыя прынтэры вырабляюць два тыпы забруджвальных рэчываў: лятучыя арганічныя злучэнні (ЛОС) і звышдробныя часціцы (УДЧ).

пары пластыка (ЛОС)

Пластык, які выкарыстоўваецца ў 3D-прынтарах, звычайна ўяўляе сабой альбо акрыланітрылбутадыенстырол (ABS), альбо полімалочную кіслату (PLA). Пры такіх высокіх тэмпературах абодва пластмасы вылучаюць шэраг ЛОС, у тым ліку стырол, фармальдэгід, метылметакрылат і цыяністы вадарод. Таксама можа ўтварацца чадны газ. Правільная тэхналогія ачысткі паветра павінна ўлічваць ЛОС, і не ўсе з іх робяць. Звычайныя паветраныя фільтры, такія як фільтры HEPA або іянізатары, прызначаны толькі для часціц, а не для газаў, і таму неэфектыўныя супраць шкоднай сумесі ЛОС, якія вылучаюцца ў працэсе 3D-друку.

АБС-пластык патэнцыйна больш шкодны, таму што ён плавіцца пры больш высокай тэмпературы, чым PLA, а больш высокая тэмпература плаўлення, як правіла, выклікае вылучэнне больш таксічных злучэнняў (Stephens et al., 2013). Мы ведаем, што пары ад плаўлення пластыка таксічныя для пацукоў, мышэй і іншых млекакормячых (Schaper, Thompson & Detwiler-Okabayashi, 1994). Акрамя таго, многія асноўныя матэрыялы для 3D-прынтараў утрымліваюць дабаўкі для надання колеру, гнуткасці, электраправоднасці або іншых уласцівасцей. Пры награванні гэтыя дадаткі могуць вылучаць у паветра яшчэ больш таксічных лятучых арганічных злучэнняў (ЛОС).

пластыкі і звышмелкія часціцы

Яшчэ адна праблемная зона - звыштонкія часціцы (UFP), якія ўтвараюцца пры награванні пластмас да такіх высокіх тэмператур. Гэтыя часціцы, як ЛОС, з'яўляюцца пабочнымі прадуктамі расплаўленага сыравіны. Гэтыя часціцы могуць быць менш за 0,1 мікраметра ў дыяметры і іх можна лёгка ўдыхнуць. Мала што вядома пра доўгатэрміновыя наступствы ўдыхання UFP з 3D-прынтараў, але можна сказаць дакладна, што назапашванне UFP не прыносіць карысці. З-за надзвычай малых памераў існуючыя паветраныя фільтры патрабуюць спецыяльнай тэхналогіі для апрацоўкі гэтых забруджванняў. Звычайныя паветраныя фільтры звычайна спраўляюцца з часціцамі пэўнага памеру (яны звычайна абяцаюць, што яны найбольш эфектыўныя для часціц шырынёй 0,3 мікрона), але UFP звычайна менш.

Гэтыя два тыпы забруджвальных рэчываў робяць 3D-прынтары асабліва складанай праблемай для ачышчальнікаў паветра, якія павінны мець магчымасць змагацца з двума рознымі забруджвальнікамі: ЛОС і НФП.

Які тып ачышчальніка паветра лепшы для барацьбы з забруджваннямі ад 3D-прынтараў?

Кожная тэхналогія ачысткі паветра мае свае моцныя і слабыя бакі, і не ўсе ачышчальнікі паветра могуць апрацоўваць як забруджвальныя часціцы, так і лятучыя арганічныя злучэнні.

HEPA – Фільтры HEPA распрацаваны ў адпаведнасці з пэўным стандартам для выдалення 99,97 працэнта часціц памерам 0,3 мікраметра. Паколькі UFP ад 3D-прынтараў могуць быць усяго 0,1 мікрона, фільтр HEPA не можа выдаліць іх усе з паветра. Аднак гэтыя малюсенькія часціцы, як правіла, прыліпаюць адзін да аднаго або да іншых часціц у паветры, робячы іх больш. Даследаванні паказалі, што канцэнтрацыя UFP ў памяшканні зніжалася на 98 працэнтаў, калі сам прынтэр быў размешчаны ў корпусе з фільтрам HEPA. Такім чынам, фільтр HEPA можа дапамагчы паменшыць колькасць UFP ў пакоі, нават калі ён не можа выдаліць усе з іх. Аднак фільтры HEPA не выдаляюць лятучыя арганічныя злучэнні або пахі з абгарэлага пластыка.

вугальны фільтр – Вугальныя фільтры выкарыстоўваюць актываваны вугаль для выдалення лятучых арганічных злучэнняў (ЛОС) з паветра. Драўняны вугаль змяшчае мноства месцаў, дзе малекулы VOC могуць затрымацца, як замок, які ўпісваецца ў замочную шчыліну. Гэты працэс, званы «адсорбцыяй», можа эфектыўна выдаляць з паветра як лятучыя арганічныя злучэнні, так і пахі. Праблема з вугляроднымі ачышчальнікамі паветра заключаецца ў тым, што яны паступова губляюць сваю эфектыўнасць, калі вуглярод «напаўняецца» малекуламі VOC. У нейкі момант фільтр не толькі перастае працаваць, але і пачынае выдзяляць тыя ж таксічныя злучэнні назад у паветра. Таму іх трэба часта мяняць. Акрамя таго, вугальныя фільтры не могуць фільтраваць некаторыя злучэнні, такія як угарны газ і іншыя тыпы газаў. Паколькі лятучыя арганічныя злучэнні, якія выдзяляюцца 3D-прынтарамі, звязаны з плаўленнем пластыка, бытавыя вугальныя фільтры могуць быць не такімі эфектыўнымі для выдалення гэтых рэчываў. Нарэшце, вугальныя фільтры не захопліваюць цвёрдыя забруджвальнікі, у тым ліку UFP.

генератар азону – Генератары азону не толькі абмежаваныя ў сваёй эфектыўнасці выдалення газаў, але яны таксама вырабляюць шкодны азон. Гэта таксама стварае таксічныя пабочныя прадукты, а паколькі пластык у прынтары гарачы, паветра ўжо змяшчае хімічныя рэчывы. Акрамя таго, генератары азону не выдаляюць часціцы, таму патэнцыйна небяспечныя UFP не ўплываюць. З-за гэтых фактараў EPA рэкамендуе не выкарыстоўваць генератары азону ў памяшканні.

іянізатар – Іянізатар электрычна зараджае часціцы, якія праходзяць праз яго, прымушаючы іх зліпацца і выдаляцца з паветра. Аднак гэты працэс вырабляе азон, што азначае, што яны маюць тыя ж недахопы, што і генератары азону. Іянізатары таксама неэфектыўныя супраць ЛОС, таму яны не выдаляюць таксічныя пабочныя прадукты расплаўленага пластыка з 3D-прынтараў. Некаторыя ачышчальнікі паветра маюць спецыяльную секцыю «іянізацыі», якая дапаўняе асноўную тэхналогію прылады.

PCO – Ачышчальнікі паветра PCO сцвярджаюць, што выдаляюць з паветра лятучыя арганічныя злучэнні з дапамогай фотахімічных рэакцый. Аднак пабочныя прадукты гэтых рэакцый непрадказальныя і могуць быць таксічнымі. Акрамя таго, ачышчальнікі паветра PCO вылучаюць некаторую колькасць азону і неэфектыўныя супраць цвёрдых забруджвальных рэчываў.

Нашы рэкамендацыі адносна шкодных рэчываў у 3D-друку

Гібрыд вугальнай і HEPA-фільтрацыі – у якасці альтэрнатывы, калі ваша асабістая сітуацыя або бюджэт дазваляюць, вы можаце разгледзець гібрыдны блок з дастатковай колькасцю вугальных і HEPA-фільтраў, бо гэта можа дапамагчы ў барацьбе з часціцамі і ЛОС, якія ствараюцца злучэннямі 3D-прынтара. У той час як арганічныя часціцы не разбураюцца, фільтры HEPA па-ранейшаму ўлоўліваюць забруджвальныя рэчывы. Звярніце ўвагу, што вугляродны пласт павінен быць дастаткова цяжкім (напрыклад, больш за 5 фунтаў), каб належным чынам паглынаць ЛОС (тонкія пласты хутка насычаюцца).

Іншыя спосабы паляпшэння якасці паветра пры выкарыстанні 3D-прынтара

Найбольш важным крокам пры выкарыстанні 3D-прынтара з'яўляецца выкарыстанне дастатковай вентыляцыі. Паколькі працэс 3D-друку можа заняць гадзіны ці нават дні, для гэтага, хутчэй за ўсё, спатрэбіцца больш аднаго адкрытага акна. Адпаведны выцяжны вентылятар, які выводзіць паветра вонкі, будзе высмоктваць лятучыя арганічныя злучэнні (ЛОС) і часціцы з дому, забяспечваючы чысцейшае паветра.

Па меры таго, як патэнцыйныя небяспекі выкарыстання 3D-прынтараў становяцца лепш зразумелымі, распрацоўваюцца новыя пластмасы і базавыя матэрыялы, якія вырабляюць ЛОС і UFP ў меншай колькасці. Выбар базавых матэрыялаў з нізкім узроўнем выкідаў таксама можа палепшыць якасць паветра ў памяшканні.

Выкарыстанне 3D-прынтара ў корпусе, абсталяваным фільтрам HEPA, з'яўляецца правераным спосабам зрабіць яго больш бяспечным. Аднак у цяперашні час прадаецца вельмі мала 3D-прынтараў з карпусамі. Даданне корпуса HEPA да вашай майстэрні - выдатны спосаб пазбегнуць многіх праблем з якасцю паветра, выкліканых 3D-прынтарамі.

Паколькі тэхналогія 3D-друку становіцца больш даступнай і даступнай, расце і наша разуменне яе ўплыву на якасць паветра ў памяшканнях і наша здароўе. Такім чынам, калі ў вас ёсць 3D-прынтэр дома або на працы, важна прыняць абгрунтаванае рашэнне пры выбары ачышчальніка паветра, каб падтрымліваць бяспечнае асяроддзе ў памяшканні.