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¿Partículas peligrosas en impresión 3D?

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Estudio realizado

De acuerdo con una investigación realizada en la universidad nacional de Seul, en la cual probaron cuatro tipos de filamentos para impresión 3D –ABS, PLA, Nylon y Wood– cada uno a diferentes temperaturas, se encontró que existe una relación entre la temperatura de extrusión y la cantidad de partículas emitidas durante el proceso de impresión.

Encontraron que entre más alta sea la temperatura de extrusión, también es más alta la emisión de partículas potencialmente tóxicas, llamadas VOC en inglés –Volatile Organic Compounds-, las cuales podrían representar un riesgo para la salud si uno se expone a ellas durante mucho tiempo.

Por esto se recomienda el uso de tapabocas durante la operación de las máquinas, si es que uno está cerca a ellas y si hay muchas, o tener un espacio específico y aislado para la impresión. Igualmente aplica para los procesos de postimpresión, tal como lijar, pintar, aplicar algún químico (como acetona o cloruro de metileno) o mecanizar, pues por lo general estas actividades desprenden un fino polvo que se esparece muy fácilmente (como se menciona en este artículo)

Es decir, la emisión de partículas depende tanto del tipo de material como de la temperatura de extrusión.

Por esto es que también son útiles los parámetros de impresión recomendados por los fabricantes de filamento, pues sirven tanto para asegurar una impresión exitosa como para garantizar un determinado grado de seguridad. Además recomiendan usar por ejemplo PLA en lugar de ABS, tal como se menciona acá.

Resultados

Los cinco investigadores coreanos, cuyo artículo puedes encontrar aquí bajo el título Effect of nozzle temperature on the emision rate of ultrafine particles during 3D printing, publicado el 19 de noviembre de 2019 en la revista International Journal of Indoor Environment and Health, hicieron las pruebas con máquinas que tenían recámaras de impresión cerradas para evitar fluctuaciones en la temperatura y para poder realizar una medición precisa del conteo de partículas.

Con cada uno de los cuatro materiales hicieron dos cubos, para un total de 8 cubos, y en cada impresión fueron aumentando la temperatura paulatinamente en intervalos de 15°C, iniciando en 185°C y finalizando en 290°C.

Los investigadores usaron un calibrador de partículas y un espectrómetro de partículas óptico en intervalos de 1 minuto para monitorear las emisiones en tiempo real con cada temperatura.  Esto les permitió medir el número de partículas por unidad de volumen, así como su tamaño.

La gráfica siguiente nos muestra la cantidad de partículas por minuto en escala logarítmica en el eje vertical, y la temperatura de extrusión en el eje horizontal. Vemos que para bajas temperaturas, típicas del PLA, la cantidad de partículas está alrededor de 10^8 partículas por minuto (100 millones), mientras que materiales que necesiten temperaturas muy muy altas, como podría ser un PC o un POM, la cantidad de partículas está alrededor de 10^11 (100 mil millones).

Relación entre la temperatura de extrusión y la cantidad de partículas emitidas.

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Fuente: https://www.3dnatives.com/en/extrusion-temperature-influences-particles-290520204/

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