3D Baskı - 3D Baskı Kaleminin Parçacık Emisyonlarının Değerlendirilmesi

3D yazıcılar ve kalemler parçacıklar ve uçucu maddeler yayarlar. 3D kalemlerin emisyonlarını analiz etmek için bir yöntem geliştirdik. Yöntemimiz basit, uygulaması kolay ve kurulumu uygun maliyetlidir.

Bu kullanıcının solunum bölgesi yakınında parçacık emisyonlarını karakterize etmek için kullanılabilir. Bu teknik aynı zamanda sprey ürünleri veya ablasyon süreçleri gibi diğer kaynaklardan ve cihazlardan aerosol emisyonlarını analiz etmek için kullanılabilir. Denemeye başlamadan önce, 200 santigrat dereceden daha yüksek sıcaklıklar üretebilen bir 3B baskı kalemi seçin ve 3B kalem için uygun olan 1,75 milimetre çapındaki iplikleri seçin.

3B baskı kalemini takmak için bir tarafta bir giriş ve örnekleme tüpünü takmak için üstte bir çıkış noktası ile bir kurutucunun içini temizleyin. 3B kalembağlantısında bir hava girişi nin kurulduğundan emin olun. Çıkış borusu, kullanıcının kafası ile emisyon kaynağı arasındaki mesafeyi taklit etmek için 3B baskı kaleminin ucundan 10 santimetre olmalıdır.

3D kalem aerosol emisyon ölçümübaşlamadan 10 dakika önce, TBM ve SNP’leri çevrimiçi ölçüm aletlerini açın ve 3D kalemi ilgi filamentiyle önceden yükleyin. Kalem soğuduğunda SMPS girişine bir HEPA filtresi takın ve SMPS’nin önceki ölçümlerden kirlenmediğinden emin olmak için SMPS ile temiz bir kontrol ölçümü çalıştırın. Oda çıkışını TBM girişine bağlayın ve odanın temiz olduğundan ve deneylerin aynı koşullar altında çalıştığından emin olmak için odaiçindeki konsantrasyonu kontrol etmek için TBM’yi kullanın.

3D kalem aerosol emisyonlarını ölçmek için, önceden yüklenmiş ve soğutulmuş 3D kalemi hazneye takın ve haznenin çıkış borusu CPC’ye bağlı olduğundan emin olun. TBM’ye bağlı bilgisayarı başlatın ve ölçüler için uygun bir adla yeni bir dosya açın. TBM akışının dakikada 0,3 litre olarak ayarlandıklarından emin olun ve arka plan konsantrasyonunu 10 dakika ölçün.

Ölçümün sonunda, 3B kalemi açın ve yüklenen filaman için uygun sıcaklığı seçin. Filament sıcaklığına ulaşıldığında, yazdırma işlemini başlatın ve 3B kalemin 15 dakika yazdırılmasına izin verin. Yazdırma döneminin sonunda, çıkış borularını SMPS’ye bağlayın ve önümüzdeki 30 dakika boyunca her üç dakikada bir boyut dağılımı ölçümleri alın.

Tüm ölçümler elde edildiğinde, basılı filamenti çıkarın ve hazneyi temizleyin. Endüktif plazma kütle spektrometresi ile örnek hazırlanmasını ölçmek için, metalle kirlenmeyi önlemek için plastik bir yüzeye ilgi filamenti yazdırın ve filamenti daha küçük parçalara ayırmak için seramik bir bıçak kullanın. Hem toplu hem de baskılı filamanyaklaşık 150 miligram tartın ve filament parçalarını mikrodalga kaplara aktarın.

Her numuneye 1,5 mililitre su, 3,5 mililitre nitrik asit ve bir mililitre hidrojen peroksit ekleyin. Damarları mikrodalgaya yerleştirin ve numuneleri 20 dakika boyunca 200 dereceye ısıtın. Sindirim in sonunda, aletin kirlenmesini önlemek için yüksek metal konsantrasyonunun bilindiği veya şüphelenildiği ultra saf sudaki tüm filament numunelerini seyreltin.

Daha sonra numunelerde hangi metallerin olduğunu belirlemek ve uygun kalibrasyon standartlarını kullanarak belirli metallerin metal içeriğini ölçmek için bir anket taraması kullanın. Görüldüğü gibi, pla siyahı ile baskıya kıyasla baskı sırasında daha fazla sayıda ABS siyah ı salınır. PLA baskı sırasında sıcaklık artırılması, parçacıkların geometrik ortalama çapı üzerinde önemli bir etkisi ile, daha yüksek parçacık sayısı konsantrasyonları ile sonuçlanır.

ABS ile yazdırma, PLA ile baskıya kıyasla yüksek parçacık sayısı konsantrasyonları ve daha büyük parçacıklar sağlar. Beklendiği gibi ABS ve PLA filamentleri ile baskı sırasında yayılan parçacıklar arasında geometrik ortalama çapı nda belirgin bir eğilim gözlenir. İletim elektron mikroskobu görüntüleme, PLA ve abs siyahı için 100 nanometreye kadar neredeyse tutarlı büyüklükte parçacık boyutları, çoğunlukla 50 nanometre civarında dır.

PLA bakır filamentler bakır içeriyordu, çoğunlukla kristal formda ve PLA parçacıkları. Bu resimde, pla karbon nanotüp filament bir serbest karbon nanotüp muhtemelen gözlenmiştir. Bir PLA çelik filament ve inanılmaz yüksek gümüş alüminyum pul miktarı ile PLA bileşik ile baskı sırasında gümüş alüminyum pul olası bir aglomerasyon ile baskı sırasında küçük çelik parçacıkların serbest bırakılması da görülebilir.

ICPMS online kaplin ile aerosol daha fazla analiz, endüktif plazma kütle spektrometresi için kısa, yayılan yöntemlerin açıklama kolaylaştırabilir. Hızlı ve uygun maliyetli yöntemimiz, aerosol karakterizasyonlarından yararlanabilecek diğer alanlardaki partikül emisyonlarını belirlemek için de kullanılabilir.