Cel mai bun purificator de aer pentru vaporii imprimantelor 3D și alți poluanți

Imprimarea 3D are un potențial incredibil pentru producție. Pe măsură ce tehnologia se maturizează și prețurile scad, acum este posibil să avem imprimante 3D în atelierele noastre de acasă și în sălile de clasă, permițând mai multor oameni să utilizeze imprimarea 3D ca hobby sau chiar ca afacere.

Din păcate, imprimantele 3D pot avea, de asemenea, un impact negativ asupra calității aerului din interior din cauza vaporilor și a altor poluanți pe care îi emit. Pentru a afla ce purificator de aer este cel mai potrivit pentru a compensa efectele imprimantelor 3D, vom examina poluanții emiși de imprimante și ce dispozitive sunt potrivite pentru a elimina acești poluanți din aer.

Într-un mediu industrial, există adesea filtre și sisteme de ventilație puternice pentru a menține o calitate adecvată a aerului interior, care poate fi măsurată în funcție de standardele de la locul de muncă stabilite de guvern. Pentru utilizatorii de imprimante 3D de acasă sau de la școală, însă, nu există nimic din toate acestea. Deoarece această tehnologie este relativ nouă, există puține reglementări și nimeni nu efectuează inspecții ale atelierului dvs. de acasă pentru a se asigura că emisiile imprimantei dvs. 3D respectă standardele OSHA. Acest lucru înseamnă că trebuie să vă asigurați că calitatea aerului din casa dvs. rămâne sigură și sănătoasă. O modalitate de a face acest lucru este să utilizați un purificator de aer.

Purificatoarele de aer funcționează împotriva vaporilor și particulelor de la imprimantele 3D?

Imprimantele 3D utilizează o varietate de metode pentru a crea forme tridimensionale, însă majoritatea imprimantelor 3D disponibile în comerț pentru persoane fizice sau întreprinderi mici utilizează o metodă numită depunere de polimeri solizi (MPD). Acest proces se mai numește și Fused Deposition Modelling (FDM). Imprimantele MPD extrudează plasticul printr-o duză, îl topesc la temperaturi de până la 320 °C și îl depun în straturi subțiri care sunt acumulate pentru a forma obiectul dorit. Atunci când materialele plastice sunt încălzite la temperaturi atât de ridicate, componentele lor încep să se descompună și sunt eliberate în aer sub formă de poluanți și vapori foarte fini. Un purificator de aer ar trebui să fie capabil să reducă aceste tipuri de poluanți din aer.

Ne vom concentra aici asupra imprimării 3D MPD. Cele mai populare imprimante MakerBot se încadrează în această categorie. Alte tipuri de imprimante 3D vor produce probabil alte tipuri de poluanți, dar aproape toate se bazează pe pulberi, lianți sau topirea materialelor de bază, astfel încât sistemele de purificare a aerului ar trebui luate în considerare indiferent de tipul de imprimantă pe care îl utilizați.

Tipuri de substanțe nocive în imprimantele 3D

Datorită utilizării lor pe scară largă, majoritatea testelor de laborator au fost efectuate cu imprimante 3D MPD. Aceste imprimante produc două tipuri de poluanți: compuși organici volatili (COV) și particule ultrafine (UFP).

Vapori de plastic (COV)

Plasticul utilizat în imprimantele 3D este de obicei acrilonitril butadien stiren (ABS) sau acid polilactic (PLA). Ambele materiale plastice emit o serie de COV la temperaturi atât de ridicate, inclusiv stiren, formaldehidă, metacrilat de metil și cianură de hidrogen. De asemenea, poate fi produs monoxid de carbon. Tehnologia corectă de purificare a aerului ar trebui să ia în considerare COV-urile și nu toate o fac. Filtrele de aer convenționale, cum ar fi filtrele HEPA sau ionizatoarele, sunt concepute doar pentru particule și nu pentru gaze și, prin urmare, sunt ineficiente împotriva amestecului nociv de COV eliberat în timpul procesului de imprimare 3D.

Plasticul ABS este potențial mai nociv deoarece se topește la o temperatură mai ridicată decât PLA, iar un punct de topire mai ridicat tinde să determine eliberarea mai multor compuși toxici (Stephens et al., 2013). Știm că vaporii de la topirea plasticului sunt toxici pentru șobolani, șoareci și alte mamifere (Schaper, Thompson & Detwiler-Okabayashi, 1994). În plus, multe materiale de bază pentru imprimantele 3D conțin aditivi pentru a conferi culoare, flexibilitate, conductivitate electrică sau alte proprietăți. Acești aditivi pot elibera în aer compuși organici volatili (COV) și mai toxici atunci când sunt încălziți.

Materiale plastice și particule ultrafine

Un alt domeniu problematic este reprezentat de particulele ultrafine (UFP), care sunt produse atunci când materialele plastice sunt încălzite la temperaturi atât de ridicate. Ca și COV-urile, aceste particule sunt produse secundare ale materiilor prime topite. Aceste particule pot avea un diametru mai mic de 0,1 micrometri și sunt ușor de inhalat. Se știu puține lucruri despre efectele pe termen lung ale inhalării de UFP de la imprimantele 3D, dar ceea ce este sigur este că acumularea de UFP nu este bună pentru dumneavoastră. Din cauza dimensiunii lor extrem de mici, filtrele de aer existente necesită o tehnologie specializată pentru a gestiona acești contaminanți. Filtrele de aer convenționale pot gestiona, de obicei, particule de o anumită dimensiune (de obicei, acestea promit să fie mai eficiente în cazul particulelor cu o lățime de 0,3 microni), dar UFP sunt, de obicei, mai mici.

Aceste două tipuri de contaminanți fac din imprimantele 3D o problemă deosebit de delicată pentru purificatoarele de aer, care trebuie să fie capabile să se ocupe de doi contaminanți diferiți: COV și UFP.

Ce tip de purificator de aer este cel mai potrivit pentru a combate poluarea produsă de imprimantele 3D?

Fiecare tehnologie de purificare a aerului are propriile puncte forte și puncte slabe și nu toate purificatoarele de aer pot face față atât particulelor poluante, cât și compușilor organici volatili.

HEPA - Filtrele HEPA sunt proiectate conform unui standard specific pentru a elimina 99,97% din particulele cu dimensiunea de 0,3 microni. Deoarece UFP de la imprimantele 3D pot fi la fel de mici ca 0,1 microni, un filtru HEPA nu le poate elimina pe toate din aer. Cu toate acestea, aceste particule minuscule au tendința de a se lipi unele de altele sau de alte particule din aer, ceea ce le face mai mari. Studiile au arătat că, atunci când imprimanta în sine a fost plasată într-o incintă cu filtru HEPA, concentrația de UFP din încăpere a fost redusă cu 98%. Prin urmare, un filtru HEPA poate contribui la reducerea cantității de UFP din cameră, chiar dacă nu le poate elimina pe toate. Cu toate acestea, filtrele HEPA nu elimină compușii organici volatili sau mirosurile de plastic ars.

Filtru de carbon - Filtrele cu carbon utilizează cărbune activ pentru a îndepărta compușii organici volatili (COV) din aer. Carbonul conține numeroase locuri în care moleculele de COV pot fi prinse, precum un lacăt care se potrivește în gaura cheii. Acest proces, cunoscut sub numele de "adsorbție", poate elimina eficient atât compușii organici volatili, cât și mirosurile din aer. Problema cu purificatoarele de aer cu carbon este că acestea își pierd treptat eficiența pe măsură ce carbonul se "umple" cu molecule de COV. La un moment dat, filtrul nu numai că nu mai funcționează, dar începe și să elibereze aceiași compuși toxici înapoi în aer. Prin urmare, acestea trebuie înlocuite frecvent. În plus, filtrele cu carbon nu pot filtra anumiți compuși precum monoxidul de carbon și alte tipuri de gaze. Deoarece compușii organici volatili emiși de imprimantele 3D sunt legați de topirea plasticului, este posibil ca filtrele de carbon de uz casnic să nu fie la fel de eficiente în eliminarea acestor substanțe. În cele din urmă, filtrele cu carbon nu captează niciun poluant sub formă de particule, inclusiv UFP.

Generator de ozon - Generatoarele de ozon nu numai că au o eficiență limitată în eliminarea gazelor, dar produc și ozon dăunător. Acesta produce, de asemenea, subproduse toxice și, deoarece plasticul din imprimantă este fierbinte, aerul conține deja substanțe chimice. În plus, generatoarele de ozon nu îndepărtează particulele, astfel încât UFP-urile potențial periculoase nu sunt afectate. Din cauza acestor factori, EPA descurajează utilizarea generatoarelor de ozon în interior.

Ionizator - Un ionizator încarcă electric particulele care trec prin el, determinându-le să se adune și să se separe din aer. Cu toate acestea, acest proces produce ozon, ceea ce înseamnă că au aceleași dezavantaje ca și generatoarele de ozon. De asemenea, ionizatoarele sunt ineficiente împotriva COV-urilor, astfel încât nu elimină subprodusele toxice ale plasticului topit de la imprimantele 3D. Unele purificatoare de aer au o secțiune specială de "ionizare" care completează tehnologia principală a dispozitivului.

PCO - Purificatoarele de aer PCO susțin că pot elimina compușii organici volatili din aer prin reacții fotochimice. Cu toate acestea, produsele secundare ale acestor reacții sunt imprevizibile și pot fi toxice. În plus, purificatoarele de aer PCO emit o anumită cantitate de ozon și nu sunt eficiente împotriva particulelor poluante.

Recomandările noastre privind substanțele nocive în imprimarea 3D

Un hibrid de filtrare cu carbon și HEPA - În mod alternativ, dacă situația personală sau bugetul vă permite, puteți lua în considerare o unitate hibridă cu un număr suficient de filtre cu carbon și HEPA, deoarece aceasta poate ajuta la combaterea particulelor și a COV-urilor create de compușii imprimantelor 3D. În timp ce particulele organice nu sunt distruse, filtrele HEPA captează totuși poluanții. Rețineți că stratul de carbon trebuie să fie suficient de greu (de exemplu, peste 5 lire) pentru a absorbi suficient COV (straturile subțiri se saturează rapid).

Alte modalități de a îmbunătăți calitatea aerului atunci când utilizați o imprimantă 3D

Cel mai important pas atunci când utilizați o imprimantă 3D este să folosiți o ventilație adecvată. Deoarece un proces de imprimare 3D poate dura ore sau chiar zile, acest lucru va necesita probabil mai mult decât o fereastră deschisă. Un ventilator de evacuare adecvat care evacuează spre exterior va extrage compușii organici volatili (COV) și particulele din casă pentru un aer mai curat.

Pe măsură ce pericolele potențiale ale utilizării imprimantelor 3D devin mai bine cunoscute, se dezvoltă noi materiale plastice și materiale de bază care produc niveluri mai scăzute de COV și UFP. Alegerea materialelor de bază cu emisii reduse poate îmbunătăți, de asemenea, calitatea aerului din interior.

Utilizarea imprimantei 3D într-o carcasă dotată cu un filtru HEPA este o metodă dovedită de a o face mai sigură. Cu toate acestea, foarte puține imprimante 3D sunt vândute în prezent cu incinte. Adăugarea unei incinte HEPA în atelierul dvs. este o modalitate excelentă de a evita multe dintre problemele legate de calitatea aerului cauzate de imprimantele 3D.

Pe măsură ce tehnologia de imprimare 3D devine din ce în ce mai disponibilă și mai accesibilă, crește și înțelegerea impactului acesteia asupra calității aerului din interior și asupra sănătății noastre. Prin urmare, dacă aveți o imprimantă 3D acasă sau la locul de muncă, este important să luați o decizie informată atunci când alegeți un purificator de aer pentru a menține un mediu interior sigur.