Când mi-am adus prima imprimantă acasă, mă preocupau mai ales calibrarea primului strat și temperatura patului de imprimare. Astăzi am mai multe mașini care merg în același timp în biroul meu și percep deja aerul din jurul lor cu totul altfel. Toți cunoaștem asta. Intrați în camera în care se imprimă și simțiți un miros dulceag, specific. Uneori este doar o adiere ușoară, alteori un aer greu, care face ochii să usture foarte repede. Topim plastic la temperaturi mari și, logic, ceva se eliberează în mediu. Vaporii de la imprimarea 3D sunt un subiect pe care mulți utilizatori îl ignoră, până când încep să îi doară capul. Întrebarea este, așadar, clară. Chiar este doar un miros inofensiv sau ar trebui să fim atenți?
Scopul acestui text nu este să sperie pe cineva de moarte și să vă facă să aruncați imprimanta pe fereastră. Eu însumi imprim zilnic și nu am de gând să mă opresc. Dar vreau să vă dau o imagine cu adevărat reală despre ce se întâmplă exact cu aerul din atelierul sau din biroul dumneavoastră. Mai ales dacă vă gândiți să mutați imprimanta mai aproape de spațiile de locuit, trebuie să știți ce riscuri prezintă diferitele materiale și cum să vă apărați de ele. Nu există o abordare universală. Totul depinde exact de ceea ce puneți în extruder.
Ce se eliberează din imprimantă
Când filamentul atinge duza fierbinte, începe să se topească și își schimbă starea. În timpul acestui proces nu scapă în aer doar căldură. Din imprimantă ies de fapt două lucruri complet diferite, pe care trebuie să le separăm ca să înțelegem cum să ne protejăm de ele.
În primul rând, sunt compușii organici volatili, pentru care se folosește de obicei abrevierea englezească VOC. Exact aceste gaze le simțiți cu nasul. Problema VOC însoțește imprimarea 3D încă de la început. Tocmai aceste gaze sunt de vină pentru iritarea ochilor, a nasului sau a gâtului după o ședere mai lungă lângă imprimantă. La persoanele mai sensibile, ele provoacă foarte repede dureri de cap sau senzații de greață.
În timp ce VOC se simt și corpul vă dă un semnal clar să aerisiți, particulele ultrafine sunt mai perfide. Nu le vedeți și nu le simțiți. Sunt așa-numitele UFP, de la englezescul ultrafine particles. Vorbim despre particule solide cu dimensiuni de ordinul a 1 până la 100 de nanometri. Ca să vă faceți o idee, aceste nanoparticule sunt atât de extrem de mici încât, atunci când sunt inhalate, nu rămân pe mucoase, ci pătrund adânc în alveolele pulmonare. De acolo, corpul omenesc scapă foarte greu de ele, iar acestea pot chiar trece în sânge.
Cât eliberează fiecare material
Variabila cea mai importantă pentru cantitatea de emisii este temperatura duzei. Fizica este necruțătoare în această privință. Cu cât topiți materialul mai fierbinte, cu atât se formează mai multe particule și mai mulți vapori. Firește că nu este singurul factor, compoziția chimică joacă un rol uriaș, dar temperatura este principalul declanșator. Să ne uităm la materialele concrete.
Popularul PLA se imprimă la o temperatură relativ mică, în jur de 200 de grade Celsius. Datorită acestui lucru, eliberează în ansamblu mai puține emisii în aer. PETG se află într-o situație asemănătoare, fiind și el considerat un material cu emisii relativ mici și reprezentând o încărcare mai mică pentru imprimarea casnică obișnuită. Dar veștile bune cam aici se termină.
De îndată ce treceți la plasticele tehnice, situația se schimbă radical. Vechea cunoștință ABS eliberează în mediu o cantitate uriașă de particule și de substanțe volatile. ASA, mai modern, folosit ca înlocuitor stabil la razele UV pentru utilizare în exterior, produce ceva mai puține particule solide, dar în schimb eliberează o cantitate cu adevărat masivă de VOC. ABS și ASA au în comun o problemă de fond, pentru că eliberează stiren. Dacă imprimați aceste materiale într-o cameră neaerisită, concentrația de stiren reușește foarte repede să depășească limitele de igienă în vigoare pentru spațiile interioare.
Nailonul, adică poliamida notată PA, cere temperaturi mari pentru imprimare și eliberează în aer o cantitate uriașă de particule ultrafine. În fruntea tabelului emisiilor se află policarbonatul, adică PC. Acest material este printre cele cu emisiile absolut cele mai mari. Se imprimă foarte fierbinte, temperaturile la duză sunt în jur de 300 de grade Celsius, iar cantitatea extremă de substanțe eliberate este pe măsură.
Aici trebuie însă să adaug o nuanță foarte importantă. Mulți oameni cred că PLA este făcut din surse vegetale și, prin urmare, este total și absolut inofensiv. Unele studii de specialitate au descoperit totuși ceva destul de surprinzător. Particulele eliberate din PLA pot fi, în mod paradoxal, mai toxice pe unitate de masă decât particulele din ABS. Da, ați citit bine. Salvarea PLA este faptul că eliberează în aer o cantitate absolut infimă din aceste particule în comparație cu plasticele tehnice. Afirmația că emisiile PLA sunt zero este, așadar, o simplificare foarte imprecisă. Sunt mici, dar nu sunt nule.
Câte emisii eliberează fiecare material
Comparație relativă, o bară mai înaltă înseamnă mai multe emisii. Temperatura duzei este factorul principal.
ABS și ASA eliberează în plus stiren, care într-o cameră neaerisită depășește limitele de igienă. Scara este orientativă, servește la compararea materialelor între ele.
Cât de mult dăunează sănătății
Întrebarea dacă imprimarea 3D este dăunătoare sănătății nu are un răspuns de da sau nu. Trebuie să distingem între efectele pe termen scurt și cele pe termen lung. Pe termen scurt, problema este concentrația mare de substanțe volatile într-o cameră aerisită prost. Rezultatul sunt ochi iritați, mâncărimi în nas și în gât. Din experiență proprie, știu că, dacă uit să aerisesc în timpul unei imprimări lungi din ABS, într-o oră apar fără greș o durere surdă de cap și o ușoară greață. Este o reacție clară a organismului la cocteilul chimic din aer.
Încărcarea pe termen lung este un subiect mai complex și rămâne obiectul unor cercetări științifice active. Aici, principalul suspect sunt particulele ultrafine UFP. Așa cum am spus deja, ele se depun adânc în plămâni, iar corpul le elimină greu. Expunerea prelungită la concentrații mari de nanoparticule nu ajută, în general, nici sistemul cardiovascular, nici pe cel respirator. O atenție deosebită se acordă stirenului, care scapă din ABS și din ASA. Este, de departe, substanța cea mai urmărită în domeniul nostru, pentru că irită dovedit mucoasele și, în caz de expunere prelungită peste limitele permise, are efecte toxice asupra sistemului nervos.
Ajută o imprimantă închisă și un filtru?
Când utilizatorii află toate acestea, încep de obicei să caute o soluție rapidă. Aceasta pare a fi cumpărarea unei imprimante cu carcasă completă. Imprimantele închise, precum populara Bambu Lab, și multe alte modele de pe piață au deseori un filtru cu cărbune activ montat din fabrică. Pe hârtie sună absolut fantastic, dar practica este ceva mai complicată.
Cărbunele activ funcționează pe principiul adsorbției. Reușește să rețină o parte dintre compușii organici volatili și este absolut excelent la suprimarea mirosurilor. Problema de fond este că el nu reține deloc particulele ultrafine UFP. Acestea trec prin el complet neobservate. Pentru filtrarea particulelor solide este indispensabil un filtru HEPA, dar acesta lipsește din dotarea de bază a multor imprimante. Cărbunele activ singur rezolvă, așadar, doar jumătate din problemă.
Un alt neajuns este durata de viață. Filtrul cu cărbune se saturează treptat, pe măsură ce este folosit. Nu are o capacitate inepuizabilă. De îndată ce își atinge limita, nu mai funcționează și lasă gazele să treacă în cameră. Aici se aplică o regulă simplă și foarte sigură. De îndată ce simțiți clar imprimarea și în afara imprimantei închise, cărbunele este deja saturat. În acel moment respirați deja VOC nefiltrați și îi inhalați. Se recomandă, de aceea, schimbarea filtrului aproximativ după trei până la șase luni de imprimare activă.
Nu putem uita nici cum circulă de fapt aerul în interiorul carcasei. La marea majoritate a imprimantelor închise, aerul doar recirculă prin filtru în interiorul incintei. Nu este o evacuare în afara clădirii și nu înlocuiește deloc aerisirea camerei. Incinta închisă din imprimantă servește mai ales la menținerea unei temperaturi stabile în jurul imprimării și la evitarea neplăcutei deformări, adică a răsucirii și a desprinderii plasticului de pe patul de imprimare. Protecția sănătății este deseori doar un efect secundar și nu întotdeauna rezolvat perfect.
Ce poate și ce nu poate face filtrul cu cărbune
Cărbunele activ (în imprimantele închise și în kiturile externe) are limite fizice clare.
Cum să vă protejați: aerisire și filtrare
Dacă vreți să aveți un aer cu adevărat curat, trebuie să luați situația în propriile mâini. Există soluții substanțial mai bune decât să vă bazați doar pe buretele de cărbune de bază. O aerisire cu adevărat eficientă a imprimantei 3D cere o abordare de sistem.
Un pas înainte semnificativ este montarea unui kit de upgrade care combină un filtru HEPA de calitate, din clasa 13 sau 14, împreună cu o cantitate generoasă de cărbune activ. O soluție și mai bună este adăugarea unei evacuări externe, care împinge aerul din imprimantă afară, prin aceste filtre. O astfel de combinație reușește să rețină până la 99,95 la sută din toate particulele ultrafine și substanțele volatile. În teste independente, aceste ansambluri au reușit să reducă de până la patru ori concentrațiile de poluanți din cameră. Rețineți regula principală. Doar combinația dintre un filtru HEPA pentru particule solide și cărbune activ pentru gaze volatile le acoperă pe amândouă. HEPA singur nu reține VOC, iar cărbunele singur nu oprește particulele.
Recomandări practice, pe materiale
Am lăsat teoria în urmă, să vorbim despre ce înseamnă asta pentru activitatea dumneavoastră de zi cu zi. Cea mai mare și, în același timp, cea mai ieftină pârghie pentru reducerea vaporilor la dumneavoastră acasă este chiar alegerea materialului și temperatura mai mică a duzei care vine odată cu el. Dacă nu vă trebuie neapărat o rezistență mecanică sau termică mare a piesei finite, imprimați cu materiale care se topesc la temperaturi mai joase.
Când alegeți un PLA de calitate, acesta reprezintă un risc cu adevărat mic într-o cameră aerisită rezonabil. Puteți lucra normal lângă imprimantă și e de ajuns să deschideți fereastra din când în când. PETG se află într-o situație foarte asemănătoare, fiind compromisul ideal pentru piese funcționale, fără să fie nevoie să vă construiți un laborator cu hotă.
O situație complet diferită apare la filamentele tehnice. ABS, ASA, policarbonatul și nailonul își au locul, fără discuție, într-o imprimantă închisă, dotată cu filtrare activă. La aceste materiale, aerisirea este absolut esențială, ideal cu evacuarea directă a aerului afară, pe fereastră, sau măcar într-o cameră permanent nelocuită. Regula de aur este clară. Nu imprimați niciodată ABS sau ASA într-o cameră locuită și neaerisită, în care vă aflați chiar atunci.
Dacă vreți să aveți acasă sistemul absolut cel mai sigur, luați-vă o imprimantă închisă, completați-o cu o filtrare puternică, care combină HEPA și cărbune, și puneți un purificator de aer bun chiar în cameră. Și, firește, nu uitați să aerisiți fizic, cu regularitate. Sfatul absolut esențial la finalul acestui capitol este: nu puneți niciodată imprimanta în dormitor. Locul în care petreceți noaptea întreagă dormind trebuie să rămână curat.
Ce măsuri, pentru fiecare material
| Material | Emisii | Ce e de făcut |
|---|---|---|
| PLA / PETG | mici | O cameră aerisită rezonabil este de ajuns. Incinta închisă cu filtru, ca bonus pentru mirosuri. |
| ABS / ASA | mari | Incintă închisă + filtrare activă + aerisire spre exterior. Din cauza stirenului, niciodată într-o cameră locuită și neaerisită. |
| Nailon (PA) / PC | mari | Incintă închisă + HEPA și cărbune + aerisire. Eliberează multe particule. |
Cea mai ieftină protecție este alegerea materialului. Când nu aveți nevoie de rezistență, imprimați în PLA sau PETG.
Concluzie
Vaporii de la pasiunea noastră nu trebuie subestimați, dar nici nu există motiv să intrați în panică și să vindeți echipamentul din cauza lor. Este vorba doar de a aborda imprimarea cu bun-simț. De fiecare dată când puneți o rolă nouă în extruder, țineți cont de temperatura la care o veți supune. Cu o temperatură mai mare, crește și responsabilitatea dumneavoastră pentru ceea ce veți respira în cameră. Să deschideți fereastra este minimul pe care îl puteți face pentru dumneavoastră. Iar dacă plănuiți imprimări lungi cu materiale tehnice, priviți o filtrare și o evacuare de calitate ca pe o parte din echipament la fel de importantă ca un pat de imprimare bun sau o duză de oțel.
Întrebări frecvente
Este imprimarea 3D dăunătoare sănătății?
Depinde de material și de aerisire. Pe termen scurt, vaporii pot provoca dureri de cap și pot irita ochii sau nasul. Inhalarea prelungită de nanoparticule și de substanțe volatile într-o cameră neaerisită nu ajută sănătatea. Dar, cu aerisirea corectă și cu alegerea materialului, riscul este minim.
Ce filament eliberează cei mai puțini vapori?
PLA produce cele mai puține emisii, pentru că se imprimă la o temperatură relativ mică, în jur de 200 de grade Celsius. Și PETG este relativ sigur și cu emisii mici. Dar și la ele se formează nanoparticule, chiar dacă în cantități mici.
Ajută o imprimantă închisă, cu filtru cu cărbune?
Ajută la reținerea mirosurilor și a unei părți din substanțele volatile, dar nu reține particulele ultrafine periculoase. Pentru îndepărtarea lor este nevoie de un filtru HEPA. În plus, filtrul cu cărbune se saturează în timp și trebuie schimbat cu regularitate.
Trebuie să aerisesc când imprim în PLA?
Da, chiar dacă PLA reprezintă un risc foarte mic, el eliberează în continuare o cantitate mică de particule și de substanțe volatile. Aerisirea obișnuită, prin deschiderea ferestrei camerei, este o prevenție pe deplin suficientă.
Pot ține imprimanta 3D în dormitor sau în sufragerie?
Imprimanta nu își are locul, categoric, în dormitor. Să inhalezi vapori toată noaptea, în somn, este nepotrivit chiar și la imprimarea în PLA. În sufragerie, funcționarea este posibilă doar cu materiale cu emisii mici, cu condiția să existe o aerisire regulată și riguroasă.