韩国研究人员调查温度对FFF 3D打印颗粒物排放速率的影响

3D打印快讯
2020
05/28
10:34
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来源:中国3D打印网

据了解,首尔国立大学研究人员的最新研究调查了喷嘴温度对FFF 3D打印过程中有害颗粒排放速率的影响。科学家测试了四种不同的普通聚合物长丝,并在不同的温度间隔下使用直读仪器测量了颗粒的浓度。这项工作旨在证明喷嘴温度是安全运行FFF系统的关键因素。

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打印过程和结果的总体趋势。通过SNU的图像。超细颗粒物排放

根据这项研究,有关3D打印排放的系统性学术工作是有限的,先前的研究已经确定,特别是在较高的温度下,会释放出大量的超细颗粒,挥发性有机化合物(VOC)和醛或羰基,但该信息的量化版本并未达到应有的程度。如果吸入这些排放物,它们会进入肺部的肺部区域并转移到心血管系统中,污染血液。此外,温度不是影响打印过程中排放水平的唯一因素。打印头的设计和所用的聚合物也可以影响,因此在操作3D打印机时应始终考虑制造商的警告。

确定排放率研究团队首先建立了一个密闭室-在该处进行打印-以精确地测量所产生的排放量。每种长丝类型(PLA,ABS,人造木和尼龙)用于在不同温度下生产八个单独的简单立方体零件。喷嘴温度为185°C – 290°C。在打印前和打印后称重每根灯丝,以稍后计算相对于所用灯丝质量的发射率。科学家每隔一分钟就使用扫描迁移率粒度仪和光学粒子光谱仪实时监控每个温度下的排放。将每个实验重复三次,计算每单位体积的颗粒数以及颗粒的尺寸分布。根据这些值,研究人员可以确定每种材料在每种温度下的排放速率。

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排放率按温度和材料类型而定。通过SNU的图像。 研究人员发现,对于所有四种聚合物类型,每个温度间隔内有害颗粒的排放速率都会增加–密切相关。灯丝在最低温度下的发射速率约为107 – 109个粒子/分钟,但在最高温度下的发射速率为1011个粒子/分钟。将两者进行比较,较高温度的排放速率比较低温度的排放速率高。因此,建议FFF打印机在可能使用的材料的最低温度下运行。

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在制造商建议的温度和最高温度下的排放率。通过SNU的图像。

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