3D yazıcı buharları ve diğer kirleticiler için en iyi hava temizleyici

3D baskı üretim için inanılmaz bir potansiyele sahip. Teknoloji olgunlaştıkça ve fiyatlar düştükçe, ev atölyelerimizde ve okul sınıflarımızda 3D yazıcılara sahip olmak artık mümkün ve bu da daha fazla insanın 3D baskıyı bir hobi veya hatta bir iş olarak sürdürmesine olanak tanıyor.

Ne yazık ki 3D yazıcılar, yaydıkları buharlar ve diğer kirleticiler nedeniyle iç mekan hava kalitenizi de olumsuz etkileyebilir. Hangi hava temizleyicinin 3D yazıcıların etkilerini dengelemek için en uygun olduğunu bulmak için, yazıcıların yaydığı kirleticileri ve hangi cihazların bu kirleticileri havadan uzaklaştırmak için uygun olduğunu inceleyeceğiz.

Endüstriyel bir ortamda, hükümet tarafından belirlenen işyeri standartlarına göre ölçülebilen yeterli iç mekan hava kalitesini korumak için genellikle filtreler ve güçlü havalandırma sistemleri mevcuttur. Ancak 3D yazıcıların ev veya okul kullanıcıları için bunların hiçbiri yoktur. Bu teknoloji nispeten yeni olduğundan, çok az düzenleme vardır ve kimse 3D yazıcınızın emisyonlarının OSHA standartlarını karşıladığından emin olmak için ev atölyenizde denetimler yapmamaktadır. Bu, evinizdeki hava kalitesinin güvenli ve sağlıklı kalmasını sağlamanız gerektiği anlamına gelir. Bunu yapmanın bir yolu da bir hava temizleyici kullanmaktır.

Hava temizleyiciler 3D yazıcılardan çıkan buhar ve partiküllere karşı işe yarar mı?

3D yazıcılar üç boyutlu şekiller oluşturmak için çeşitli yöntemler kullanır, ancak bireyler veya küçük işletmeler için piyasada bulunan 3D yazıcıların çoğu Erimiş Polimer Biriktirme (MPD) adı verilen bir yöntem kullanır. Bu süreç aynı zamanda Erimiş Biriktirme Modellemesi (FDM) olarak da adlandırılır. MPD yazıcılar plastiği bir nozülden geçirir, 320 °C'ye varan sıcaklıklarda eritir ve istenen nesneyi oluşturmak için ince katmanlar halinde biriktirir. Plastikler bu kadar yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında, bileşenleri parçalanmaya başlar ve çok ince kirleticiler ve buharlar olarak havaya salınır. Bir hava temizleme cihazı havadaki bu tür kirleticileri azaltabilmelidir.

Burada MPD 3D baskıya odaklanacağız. Popüler MakerBot yazıcıları bu kategoriye girmektedir. Diğer 3D yazıcı türleri muhtemelen başka tür kirleticiler üretecektir, ancak neredeyse hepsi tozlara, bağlayıcılara veya temel malzemelerin eritilmesine dayanmaktadır, bu nedenle kullandığınız yazıcı türünden bağımsız olarak hava temizleme sistemleri dikkate alınmalıdır.

3D yazıcılardaki zararlı madde türleri

Yaygın kullanımları nedeniyle, çoğu laboratuvar testi MPD 3D yazıcılarla gerçekleştirilmiştir. Bu yazıcılar iki tür kirletici üretir: uçucu organik bileşikler (VOC'ler) ve ultra ince partiküller (UFP'ler).

Plastik buharları (VOC'ler)

3D yazıcılarda kullanılan plastik genellikle ya akrilonitril bütadien stiren (ABS) ya da polilaktik asittir (PLA). Her iki plastik de bu kadar yüksek sıcaklıklarda stiren, formaldehit, metil metakrilat ve hidrojen siyanür dahil olmak üzere bir dizi VOC yayar. Karbon monoksit de üretilebilir. Doğru hava temizleme teknolojisinin VOC'leri hesaba katması gerekir ve hepsi bunu yapmaz. HEPA filtreleri veya iyonlaştırıcılar gibi geleneksel hava filtreleri gazlar için değil yalnızca partiküller için tasarlanmıştır ve bu nedenle 3D baskı işlemi sırasında açığa çıkan zararlı VOC karışımına karşı etkisizdir.

ABS plastik, PLA'dan daha yüksek bir sıcaklıkta eridiği için potansiyel olarak daha zararlıdır ve daha yüksek bir erime noktası daha toksik bileşiklerin salınmasına neden olma eğilimindedir (Stephens vd., 2013). Eriyen plastikten çıkan buharların sıçanlar, fareler ve diğer memeliler için toksik olduğunu biliyoruz (Schaper, Thompson & Detwiler-Okabayashi, 1994). Buna ek olarak, 3D yazıcılar için birçok temel malzeme renk, esneklik, elektrik iletkenliği veya diğer özellikleri kazandırmak için katkı maddeleri içerir. Bu katkı maddeleri, ısıtıldıklarında havaya daha da zehirli uçucu organik bileşikler (VOC'ler) salabilir.

Plastikler ve ultra ince parçacıklar

Bir başka sorun alanı da plastikler bu kadar yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında ortaya çıkan ultra ince partiküllerdir (UFP). VOC'ler gibi bu partiküller de erimiş hammaddelerin yan ürünleridir. Bu partiküllerin çapı 0,1 mikrometreden daha küçük olabilir ve kolayca solunabilir. 3D yazıcılardan UFP solumanın uzun vadeli etkileri hakkında çok az şey bilinmektedir, ancak kesin olan şey UFP birikiminin sizin için iyi olmadığıdır. Son derece küçük boyutları nedeniyle, mevcut hava filtreleri bu kirleticilerle başa çıkmak için özel teknoloji gerektirir. Geleneksel hava filtreleri genellikle belirli bir boyuttaki partikülleri tutabilir (genellikle 0,3 mikron genişliğindeki partiküller üzerinde en etkili olmayı vaat ederler), ancak UFP'ler genellikle daha küçüktür.

Bu iki kirletici türü, 3D yazıcıları iki farklı kirletici ile başa çıkabilmesi gereken hava temizleyicileri için özellikle zor bir sorun haline getirmektedir: VOC'ler ve UFP'ler.

3D yazıcılardan kaynaklanan kirlilikle mücadele etmek için en uygun hava temizleyici türü hangisidir?

Her hava temizleme teknolojisinin kendine özgü güçlü ve zayıf yönleri vardır ve tüm hava temizleyiciler hem partikül kirleticilerle hem de uçucu organik bileşiklerle baş edemez.

HEPA - HEPA filtreler, 0,3 mikron boyutundaki partiküllerin yüzde 99,97'sini temizlemek için belirli bir standarda göre tasarlanmıştır. 3D yazıcılardan çıkan UFP'ler 0,1 mikron kadar küçük olabileceğinden, bir HEPA filtresi bunların hepsini havadan temizleyemez. Bununla birlikte, bu küçük parçacıklar birbirlerine veya havadaki diğer parçacıklara yapışarak onları daha büyük hale getirme eğilimindedir. Çalışmalar, yazıcının kendisi HEPA filtreli bir muhafazaya yerleştirildiğinde, odadaki UFP konsantrasyonunun yüzde 98 oranında azaldığını göstermiştir. Dolayısıyla bir HEPA filtre, hepsini yok edemese bile odadaki UFP miktarını azaltmaya yardımcı olabilir. Bununla birlikte, HEPA filtreler uçucu organik bileşikleri veya yanmış plastikten gelen kokuları gidermez.

Karbon filtre - Karbon filtreler, uçucu organik bileşikleri (VOC'ler) havadan uzaklaştırmak için aktif karbon kullanır. Karbon, anahtar deliğine oturan bir kilit gibi VOC moleküllerinin hapsolabileceği çok sayıda bölge içerir. "Adsorpsiyon" olarak bilinen bu süreç, hem uçucu organik bileşikleri hem de kokuları havadan etkili bir şekilde uzaklaştırabilir. Karbon hava temizleyicilerle ilgili sorun, karbon VOC molekülleriyle 'doldukça' etkinliklerini kademeli olarak kaybetmeleridir. Bir noktada, filtre sadece çalışmayı durdurmakla kalmaz, aynı zamanda aynı toksik bileşikleri havaya geri salmaya başlar. Bu nedenle sık sık değiştirilmeleri gerekir. Ayrıca karbon filtreler, karbon monoksit ve diğer gaz türleri gibi belirli bileşikleri filtreleyemez. 3D yazıcılar tarafından yayılan uçucu organik bileşikler plastiğin eritilmesiyle ilgili olduğundan, ev tipi karbon filtreler bu maddelerin giderilmesinde o kadar etkili olmayabilir. Son olarak, karbon filtreler UFP'ler de dahil olmak üzere herhangi bir partikül kirleticiyi yakalamaz.

Ozon jeneratörü - Ozon jeneratörleri sadece gazların giderilmesinde sınırlı etkinliğe sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda zararlı ozon üretirler. Bu da toksik yan ürünler üretir ve yazıcıdaki plastik sıcak olduğu için hava zaten kimyasallar içerir. Buna ek olarak, ozon jeneratörleri partikülleri temizlemez, bu nedenle potansiyel olarak tehlikeli UFP'ler etkilenmez. Bu faktörler nedeniyle EPA, ozon jeneratörlerinin iç mekanlarda kullanılmasını önermez.

İyonlaştırıcı - Bir iyonlaştırıcı, içinden akan partikülleri elektrikle yükleyerek bir araya toplanmalarını ve havadan ayrılmalarını sağlar. Ancak bu işlem ozon üretir, bu da ozon jeneratörleriyle aynı dezavantajlara sahip oldukları anlamına gelir. İyonlaştırıcılar VOC'lere karşı da etkisizdir, bu nedenle 3D yazıcılardan erimiş plastiğin toksik yan ürünlerini ortadan kaldırmazlar. Bazı hava temizleyicilerde, cihazın ana teknolojisini tamamlayan özel bir 'iyonizasyon' bölümü bulunur.

PCO - PCO hava temizleyicileri, fotokimyasal reaksiyonlar kullanarak uçucu organik bileşikleri havadan uzaklaştırabildiklerini iddia etmektedir. Ancak bu reaksiyonların yan ürünleri öngörülemez ve toksik olabilir. Ayrıca, PCO hava temizleyicileri bir miktar ozon yayar ve partikül kirleticilere karşı etkili değildir.

3D baskıda zararlı maddeler için önerilerimiz

Karbon ve HEPA filtreleme hibriti - Alternatif olarak, kişisel durumunuz veya bütçeniz izin veriyorsa, yeterli sayıda karbon ve HEPA filtreli hibrit bir ünite düşünebilirsiniz, çünkü bu, 3D yazıcı bileşikleri tarafından oluşturulan partiküller ve VOC'larla mücadeleye yardımcı olabilir. Organik partiküller yok edilmezken, HEPA filtreler yine de kirleticileri yakalar. Karbon tabakasının VOC'leri yeterince emecek kadar ağır (örneğin 5 pounddan fazla) olması gerektiğini unutmayın (ince tabakalar hızla doyurulur).

3D yazıcı kullanırken hava kalitesini iyileştirmenin diğer yolları

Bir 3D yazıcı kullanırken en önemli adım yeterli havalandırma kullanmaktır. Bir 3D baskı işlemi saatler hatta günler sürebileceğinden, bu muhtemelen açık bir pencereden daha fazlasını gerektirecektir. Dışarıya doğru egzoz yapan uygun bir egzoz fanı, daha temiz hava için uçucu organik bileşikleri (VOC'ler) ve partikülleri evin dışına çekecektir.

3D yazıcıları kullanmanın potansiyel tehlikeleri daha iyi anlaşıldıkça, daha düşük seviyelerde VOC ve UFP üreten yeni plastikler ve temel malzemeler geliştirilmektedir. Düşük emisyonlu temel malzemelerin seçilmesi iç mekan hava kalitesini de iyileştirebilir.

3D yazıcıyı bir HEPA filtresi ile donatılmış bir muhafaza içinde kullanmak, onu daha güvenli hale getirmenin kanıtlanmış bir yöntemidir. Ancak şu anda çok az sayıda 3D yazıcı muhafazalı olarak satılmaktadır. Atölyenize bir HEPA muhafaza eklemek, 3D yazıcıların neden olduğu hava kalitesi sorunlarının çoğundan kaçınmanın harika bir yoludur.

3D baskı teknolojisi daha erişilebilir ve uygun fiyatlı hale geldikçe, iç mekan hava kalitesi ve sağlığımız üzerindeki etkisine dair anlayışımız da artıyor. Bu nedenle, evinizde veya iş yerinizde bir 3D yazıcınız varsa, güvenli bir iç ortam sağlamak için hava temizleyici seçerken bilinçli bir karar vermek önemlidir.