BOFA PUBBLICA UN DOCUMENTO DI RICERCA SULL’IMPATTO DELLE EMISSIONI DI STAMPA 3D
BOFA International , uno sviluppatore di tecnologie di estrazione di fumi e particelle, ha pubblicato un documento di ricerca che esamina l’impatto di particolato e gas emessi dai processi di stampa 3D.
Lo studio esamina la presenza di contaminanti nocivi nell’aria prodotti da processi di stampa 3D come la fabbricazione di filamenti fusi (FFF) e la polimerizzazione in vasca e come i produttori di stampanti possono proteggere la salute dei dipendenti e la qualità del prodotto attraverso l’integrazione di sistemi di filtrazione efficaci.
“Il rapporto sottolinea l’importanza di installare soluzioni di filtrazione efficaci che possono aiutare a catturare e rimuovere eventuali emissioni potenzialmente dannose”, ha affermato Ross Stoneham, Product Manager – 3DP & Growth Markets presso BOFA. “Questo non solo aiuterà a proteggere gli operatori da contaminanti aerei potenzialmente dannosi, ma garantirà anche che il prodotto risultante e le macchine rimangano esenti da contaminazioni”.
Affrontare i pericoli nascosti di AM
Poiché la stampa 3D spesso comporta la fusione e la sinterizzazione, un particolare problema di salute e sicurezza è l’emissione di contaminanti nell’aria, che possono presentarsi in tutte le forme, dimensioni e odori.
Leader nella tecnologia di estrazione dei fumi portatile, BOFA ha sviluppato un portafoglio di prodotti specifici per l’industria della produzione additiva che può aiutare a ridurre i rischi associati alle emissioni nell’aria prodotte dalle stampanti 3D.
A luglio, BOFA ha firmato una partnership di distribuzione con il fornitore di stampanti 3D con sede in Francia Atome3D per offrire i suoi prodotti di filtrazione dell’aria 3D PrintPRO . I dispositivi possono essere integrati in stampanti 3D di terze parti per catturare eventuali fumi e particelle nocivi emessi durante il processo di stampa.
Tali contaminanti nell’aria includono particelle ultrafini (UFP) che sono spesso nell’intervallo di dimensioni delle nanoparticelle, mentre i composti organici volatili (VOC) hanno odori decisamente sgradevoli.
Gli effetti dannosi di entrambi i tipi di emissioni sono stati ben documentati in precedenza, con organizzazioni come l’ Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro (NIOSH) che pubblicano poster di salute e sicurezza specificamente mirati alla stampa 3D.
Altrove, i ricercatori della Seoul National University hanno precedentemente studiato l’ effetto della temperatura degli ugelli sui tassi di emissione di particelle pericolose durante la stampa 3D FFF e gli scienziati dell’Agenzia per la protezione dell’ambiente degli Stati Uniti (EPA) hanno anche studiato le emissioni di COV durante la stampa 3D FFF , questa volta guardando i compositi come l’ABS rinforzato con fibra di carbonio.
Rapporto sulle emissioni della stampa 3D di BOFA
Il documento di ricerca di BOFA si concentra in particolare su due processi di stampa 3D: FFF e tecniche di polimerizzazione in vasca come l’elaborazione della luce digitale in stereolitografia (DLP). Lo studio mira a educare meglio il mercato della stampa 3D sull’impatto delle emissioni delle stampanti 3D affinché possano essere utilizzate in modo più informato e sicuro.
Sia i processi di polimerizzazione FFF che quelli di polimerizzazione in vasca sono apprezzati dagli utenti di livello base, tuttavia il loro design richiede spesso frequenti operazioni di caricamento manuale, manipolazione e ottimizzazione del processo, che si verificano tutti nelle immediate vicinanze della camera di stampa. Ciò significa che esiste un maggiore potenziale di esposizione alle emissioni nell’aria per l’operatore.
Tra gli altri risultati, il rapporto delinea come la temperatura degli ugelli della stampante 3D influenzi notevolmente il volume delle particelle generate dai processi FFF. Un aumento della temperatura degli ugelli riduce la dimensione media delle particelle generate durante la stampa, il che significa che sono in grado di penetrare più facilmente nel corpo umano e di conseguenza avere un impatto negativo sulla salute dell’individuo.
Il documento di ricerca ha anche scoperto che i gas emessi dalle stampanti FFF includono anche i COV, che possono potenzialmente causare agli utenti mal di testa, irritazione agli occhi, irritazione della pelle e persino asma professionale.
Sono stati inoltre identificati vari filamenti che emettono diversi livelli di emissioni. Ad esempio, i filamenti di ABS hanno rilasciato stirene, acrilonitrile e butadiene, mentre i filamenti di PLA hanno rilasciato lattide e acidi organici. Tuttavia, poiché l’odore generato dalla stampa con il PLA è molto inferiore rispetto all’ABS, molti ritengono che il rischio sia molto inferiore o addirittura inesistente, ma i dati mostrano che vengono generati VOC per entrambi i materiali, indipendentemente dal fatto che una persona sia in grado di rilevare con i propri sensi o meno. Questo è il motivo per cui ventilare una stanza aprendo una finestra è una pratica standard per la maggior parte degli utenti.
Passando alla polimerizzazione in vasca, è stato dimostrato che anche la fotoreazione causata dal riscaldamento del materiale liquido nel suo stato naturale emette materia aerodispersa. Poiché il processo di stampa converte la resina in materiale solido, non tutto finisce nel pezzo finito e successivamente vengono generate nanoparticelle. Il rapporto di BOFA si concentra anche sull’emissione generata durante la post-elaborazione attraverso azioni come la levigatura, l’incollaggio e la finitura a base di solventi.
Quanto sono dannose le emissioni della stampa 3D?
È importante comprendere i rischi per la salute associati all’aria che si respira mentre si utilizza la stampante 3D. Tuttavia, sebbene sia utile dividere queste emissioni di stampa 3D in COV e particelle, dovrebbe essere preso in considerazione anche l’effetto di composizione di particelle e gas.
Secondo BOFA, gli utenti hanno il diritto di comprendere le emissioni delle loro stampanti 3D e, allo stesso tempo, i datori di lavoro dovrebbero essere aiutati a rispettare la loro responsabilità legislativa per proteggere i propri dipendenti.
Il rapporto afferma che la dimensione delle particelle è particolarmente importante per questa comprensione, poiché la dimensione delle particelle emesse durante la stampa influisce sul punto in cui si depositano nel sistema respiratorio di una persona. Più una particella è piccola, più è in grado di penetrare nel sistema respiratorio e più danni può fare. Il BOFA afferma che deve essere considerata anche l’interazione dei gas con il sistema respiratorio, poiché le sostanze chimiche possono essere assorbite sia dai polmoni che dalla pelle dell’utente.
Mitigare l’impatto delle emissioni
Oltre a educare i lettori sui rischi delle emissioni di stampa 3D, il rapporto di BOFA definisce anche una serie di strategie di mitigazione per proteggere gli utenti.
Una delle strategie di protezione più efficaci è l’uso di controlli ingegneristici come sistemi di ventilazione fissi e tecnologie di estrazione diretta. Tuttavia, sebbene entrambe le tecniche siano ragionevolmente efficaci nel separare l’utente dal pericolo, non sono sempre in grado di contenere completamente le emissioni prodotte durante il processo e queste possono essere rilasciate alla fine di una costruzione quando l’operatore recupera la parte stampata .
Anche i controlli amministrativi e i dispositivi di protezione individuale (DPI) sono modi per proteggersi dai rischi di emissioni, ma limitano semplicemente l’esposizione di un individuo piuttosto che controllare il pericolo stesso. Nel rapporto, BOFA ritiene che il massimo livello di protezione offerto contro il rischio di emissioni di stampa 3D sia un sistema specializzato di estrazione diretta (LEV).
Guardando al futuro, BOFA prevede una correlazione diretta tra l’aumento della produttività delle stampanti 3D alla quantità di materiale stampato e, a sua volta, la quantità di emissioni prodotte. Il documento di ricerca suggerisce che una maggiore adozione e maturazione della produzione additiva in futuro porterà probabilmente a una maggiore attenzione per garantire che la tecnologia sia sicura. Con questo, i produttori di macchine e materiali hanno la responsabilità di garantire che eseguano test adeguati per garantire che i loro prodotti siano sicuri.
BOFA presenterà i risultati completi del documento di ricerca presso il suo stand al Formnext la prossima settimana e coloro che desiderano saperne di più possono scaricare il documento qui .
