韓國研究人員調(diào)查溫度對FFF 3D打印顆粒物排放速率的影響

來源：中國3D打印網(wǎng)

據(jù)了解，首爾國立大學(xué)研究人員的最新研究調(diào)查了噴嘴溫度對FFF 3D打印過程中有害顆粒排放速率的影響�？茖W(xué)家測試了四種不同的普通聚合物長絲，并在不同的溫度間隔下使用直讀儀器測量了顆粒的濃度。這項工作旨在證明噴嘴溫度是安全運行FFF系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。

打印過程和結(jié)果的總體趨勢。通過SNU的圖像。超細(xì)顆粒物排放

根據(jù)這項研究，有關(guān)3D打印排放的系統(tǒng)性學(xué)術(shù)工作是有限的，先前的研究已經(jīng)確定，特別是在較高的溫度下，會釋放出大量的超細(xì)顆粒，揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）和醛或羰基，但該信息的量化版本并未達(dá)到應(yīng)有的程度。如果吸入這些排放物，它們會進(jìn)入肺部的肺部區(qū)域并轉(zhuǎn)移到心血管系統(tǒng)中，污染血液。此外，溫度不是影響打印過程中排放水平的唯一因素。打印頭的設(shè)計和所用的聚合物也可以影響，因此在操作3D打印機(jī)時應(yīng)始終考慮制造商的警告。

確定排放率研究團(tuán)隊首先建立了一個密閉室-在該處進(jìn)行打印-以精確地測量所產(chǎn)生的排放量。每種長絲類型（PLA，ABS，人造木和尼龍）用于在不同溫度下生產(chǎn)八個單獨的簡單立方體零件。噴嘴溫度為185°C – 290°C。在打印前和打印后稱重每根燈絲，以稍后計算相對于所用燈絲質(zhì)量的發(fā)射率�？茖W(xué)家每隔一分鐘就使用掃描遷移率粒度儀和光學(xué)粒子光譜儀實時監(jiān)控每個溫度下的排放。將每個實驗重復(fù)三次，計算每單位體積的顆粒數(shù)以及顆粒的尺寸分布。根據(jù)這些值，研究人員可以確定每種材料在每種溫度下的排放速率。

排放率按溫度和材料類型而定。通過SNU的圖像。 研究人員發(fā)現(xiàn)，對于所有四種聚合物類型，每個溫度間隔內(nèi)有害顆粒的排放速率都會增加–密切相關(guān)。燈絲在最低溫度下的發(fā)射速率約為107 – 109個粒子/分鐘，但在最高溫度下的發(fā)射速率為1011個粒子/分鐘。將兩者進(jìn)行比較，較高溫度的排放速率比較低溫度的排放速率高。因此，建議FFF打印機(jī)在可能使用的材料的最低溫度下運行。

在制造商建議的溫度和最高溫度下的排放率。通過SNU的圖像。