الطباعة ثلاثية الأبعاد - تقييم انبعاثات الجسيمات من قلم الطباعة ثلاثية الأبعاد

قد تنبعث من الطابعات والأقلام ثلاثية الأبعاد جسيمات ومواد متطايرة. لقد قمنا بتطوير طريقة لتحليل انبعاثات الأقلام ثلاثية الأبعاد. أسلوبنا بسيط وسهل التنفيذ وفعال من حيث التكلفة لإعداد.

ويمكن استخدامه لتوصيف انبعاثات الجسيمات بالقرب من منطقة التنفس للمستخدم. ويمكن استخدام هذه التقنية أيضا لتحليل انبعاثات الهباء الجوي من مصادر وأجهزة أخرى مثل منتجات الرش أو عمليات الاستئصال. قبل البدء في تجربة، حدد قلم طباعة ثلاثي الأبعاد قادر على توليد درجات حرارة أكبر من 200 درجة مئوية وحدد خيوطًا بقطر 1.75 ملليمتر، وهو مناسب للقلم ثلاثي الأبعاد.

تنظيف داخل جهاز ادمة، مع مدخل على جانب واحد لإدراج قلم الطباعة ثلاثية الأبعاد ومأخذ في الجزء العلوي لإدراج أنبوب أخذ العينات. تأكد من أن يتم تأسيس مدخل هواء في الاتصال بالقلم ثلاثي الأبعاد. يجب أن يكون أنبوب المنفذ 10 سنتيمتر من طرف قلم الطباعة ثلاثي الأبعاد لمحاكاة المسافة بين رأس المستخدم ومصدر الانبعاثات.

قبل 10 دقائق من بدء قياس الانبعاثات الهباء الجوي القلم 3D، والتبديل على أجهزة القياس عبر الإنترنت CPC وSNPs وتحميل ما قبل القلم 3D مع خيوط الفائدة. عندما يبرد القلم قم بتوصيل فلتر HEPA إلى مدخل SMPS وقم بتشغيل قياس فحص نظيف مع SMPS للتأكد من أن SMPS غير ملوثة من القياسات السابقة. قم بتوصيل منفذ الغرفة بمدخل CPC واستخدمه للتحقق من التركيز داخل الغرفة للتأكد من نظافة الغرفة وتشغيل التجارب في ظل نفس الظروف.

لقياس انبعاثات الهباء 3D القلم، إدراج القلم تحميلها مسبقا وتبريدها أسفل 3D في الغرفة وتأكد من أن أنابيب منفذ من الغرفة متصل إلى الحزب الشيوعى الصينى. بدء تشغيل الكمبيوتر متصلاً CPC وفتح ملف جديد، مع اسم مناسب للقياسات التي سيتم اتخاذها. تأكد من أن تدفق CPC يتم تعيينه إلى 0.3 لتر في الدقيقة وقياس تركيز الخلفية لمدة 10 دقائق.

في نهاية القياس، قم بالتبديل على القلم ثلاثي الأبعاد وحدد درجة الحرارة المناسبة للخيوط المحملة. عندما تم الوصول إلى درجة حرارة خيوط، بدء عملية الطباعة والسماح لل3D القلم طباعة لمدة 15 دقيقة. في نهاية فترة الطباعة، قم بتوصيل أنابيب المنفذ بـ SMPS والحصول على قياسات توزيع الحجم كل ثلاث دقائق، لمدة 30 دقيقة قادمة.

عندما تم الحصول على جميع القياسات، وإزالة خيوط المطبوعة وتنظيف الغرفة. لتحديد كمية إعداد العينة بواسطة قياس الطيف الكتلي كتلة البلازما مقرونة بشكل حثائي، طباعة خيوط الفائدة على سطح بلاستيكي لتجنب التلوث مع المعدن واستخدام سكين السيراميك لقطع خيوط إلى قطع أصغر. تزن ما يقرب من 150 ملليغرام من كل من خيوط السائبة والمطبوعة ونقل قطع خيوط إلى الأوعية الميكروويف.

إضافة 1.5 ملليلتر من الماء، 3.5 ملليلتر من حمض النيتريك، ومليلتر واحد من بيروكسيد الهيدروجين لكل عينة. ضع الأوعية في الميكروويف وتسخين العينات إلى 200 درجة مئوية ، لمدة 20 دقيقة. في نهاية عملية الهضم ، تمييع جميع عينات الخيوط في الماء فائقة الخطورة ، والتي يعرف تركيز معدني مرتفع أو يشتبه في ذلك ، لتجنب تلوث الجهاز.

ثم استخدم مسحاً لتحديد المعادن الموجودة في العينات وتحديد المحتوى المعدني للمعادن المحددة باستخدام معايير المعايرة المناسبة. كما لوحظ، يتم إطلاق أعداد أكبر من الجسيمات السوداء ABS أثناء الطباعة مقارنة بالطباعة مع أسود جيش التحرير الشعبي. زيادة درجة الحرارة أثناء الطباعة من جيش التحرير الشعبى الصينى، والنتائج في تركيزات عدد الجسيمات أعلى، مع عدم وجود تأثير كبير على قطر المتوسط الهندسية من الجسيمات.

الطباعة مع ABS النتائج في تركيزات عدد الجسيمات العالية والجسيمات أكبر مقارنة مع الطباعة مع جيش التحرير الشعبي. كما هو متوقع، لوحظ اتجاه واضح في الاختلاف في قطر الوسط الهندسي بين الجسيمات المنبعثة أثناء الطباعة مع خيوط ABS و PLA. يُظهر التصوير المجهري للإلكترون انتقال أحجام الجسيمات، ومعظمها حوالي 50 نانومتر، لجيش التحرير الشعبي والجسيمات الأكبر حجمًا تقريبًا تصل إلى 100 نانومتر، للسود ABS.

تحتوي خيوط النحاس من جيش التحرير الشعبي على النحاس، ومعظمها في شكل بلوري وكذلك جزيئات جيش التحرير الشعبي. في هذه الصورة، ربما لوحظ نانوتيوب كربوني صدر من خيوط نانوية كربونية لجيش التحرير الشعبي. ويمكن أيضا أن يلاحظ إطلاق جزيئات الصلب الصغيرة أثناء الطباعة مع خيوط الصلب جيش التحرير الشعبى الصينى و agglomeration ممكن من رقائق الألومنيوم الفضة أثناء الطباعة مع مجمع جيش التحرير الشعبى الصينى مع كمية عالية من الألومنيوم الفضة بشكل لا يصدق.

ويمكن أن يؤدي إجراء مزيد من التحليل للهباء الجوي عن طريق اقتران النظام الدولي للأمراض غير المباشرة عبر الإنترنت، وهو تحليل قصير لقياس الطيف الكتلي الكتلي بلازما مقرون بشكل حثائي، إلى تيسير توضيح الأساليب المنبعثة. ويمكن أيضا استخدام طريقتنا السريعة والفعالة من حيث التكلفة لتحديد انبعاثات الجسيمات في مجالات أخرى يمكن أن تستفيد من توصيفات الهباء الجوي.