Tarvitaanko 3D-tulostimeen suodatin?
Opas HEPA- ja aktiivihiilisuodatukseen
3D-tulostuksen yleistyessä myös ilmanlaatuun liittyvät kysymykset ovat nousseet esiin. Monet valmistajat markkinoivat tulostimiaan HEPA- ja aktiivihiilisuodattimilla varustettuina, mutta kuinka paljon niistä on todellisuudessa hyötyä? Tarvitaanko suodatusta lainkaan, ja voiko se korvata hyvän ilmanvaihdon?
Tässä artikkelissa käymme läpi, mitä 3D-tulostuksessa vapautuu ilmaan, millaisia suodattimia on saatavilla ja millainen ratkaisu sopii parhaiten kotikäyttöön.
Mitä 3D-tulostuksesta vapautuu ilmaan?
FDM-tekniikkaan perustuvissa 3D-tulostimissa muovifilamentti sulatetaan ja pursotetaan kerros kerrokselta. Tämän prosessin aikana ilmaan vapautuu sekä hiukkasia että kaasumaisia yhdisteitä.
Työterveyslaitoksen mukaan erityisesti pursotustulostuksessa voi vapautua huomattavia määriä nanohiukkasia riippuen käytetystä materiaalista ja tulostuslämpötilasta. Lisäksi tulostuksen aikana voi muodostua kaasumaisia yhdisteitä, kuten formaldehydiä ja styreeniä.
Päästöt voidaan jakaa kahteen pääryhmään:
Hiukkaspäästöt
- Nanohiukkaset
- Ultrapienet hiukkaset (UFP)
- Muoviperäiset aerosolit
Kaasumaiset päästöt
- VOC-yhdisteet (haihtuvat orgaaniset yhdisteet)
- Styreeni
- Formaldehydi
- Muut lämpöhajoamistuotteet
Koska kyseessä on kaksi täysin erilaista epäpuhtausryhmää, niiden poistamiseen tarvitaan erilaisia suodattimia.
Mikä on HEPA-suodatin?
HEPA (High Efficiency Particulate Air) on erittäin tehokas hiukkassuodatin, joka on suunniteltu poistamaan ilmasta pieniä hiukkasia.
HEPA-suodattimen tehtävä on kerätä:
- Pöly
- Siitepöly
- Savuhiukkaset
- Muoviaerosolit
- Osa nanohiukkasista
3D-tulostuksen näkökulmasta HEPA-suodattimen tärkein tehtävä on vähentää käyttäjän altistumista tulostuksen aikana syntyville pienhiukkasille.
Erityisesti seuraavien materiaalien kanssa HEPA-suodatus on hyödyllistä:
- PLA
- PETG
- ABS
- ASA
- Nylon
- Polykarbonaatti
Mitä korkeampi tulostuslämpötila on, sitä enemmän hiukkasia yleensä muodostuu.
Mikä on aktiivihiilisuodatin?
Aktiivihiili toimii täysin eri tavalla kuin HEPA-suodatin.
Sen sijaan että se keräisi hiukkasia, aktiivihiili sitoo itseensä kaasumaisia yhdisteitä. Tämä tekee siitä tärkeän erityisesti silloin, kun tulostetaan materiaaleja, jotka tuottavat voimakkaita hajuja tai VOC-päästöjä.
Aktiivihiilisuodatin voi auttaa vähentämään:
- Styreeniä
- Formaldehydiä
- Muita VOC-yhdisteitä
- Tulostuksesta syntyviä hajuja
Erityisen hyödyllinen aktiivihiili on seuraavien materiaalien kanssa:
- ABS
- ASA
- HIPS
- PA (Nylon)
- PC (polykarbonaatti)
Moni käyttäjä huomaa aktiivihiilen vaikutuksen ensimmäisenä hajujen vähenemisenä.
Tarvitaanko sekä HEPA että aktiivihiili?
Kyllä.
Yksi yleisimmistä väärinkäsityksistä on, että HEPA-suodatin poistaisi myös kaasuja. Näin ei ole.
Paras lopputulos saavutetaan yhdistämällä molemmat suodatintekniikat.
Tästä syystä monet nykyaikaiset tulostimet käyttävät HEPA- ja aktiivihiilisuodatusta samassa järjestelmässä.
Riittääkö tulostimen sisäänrakennettu suodatin?
Monissa kuluttajatason tulostimissa suodatinjärjestelmä on suunniteltu pienikokoiseksi, jotta se mahtuisi laitteen sisään.
Vaikka nämä järjestelmät voivat vähentää päästöjä merkittävästi, niiden suorituskykyyn vaikuttavat:
- Suodattimen koko
- Ilmavirran määrä
- Suodattimen laatu
- Huoltoväli
Erityisesti aktiivihiili menettää tehoaan ajan myötä, vaikka suodatin näyttäisi edelleen puhtaalta.
Jos tulostat paljon tai käytät korkean lämpötilan materiaaleja, suodattimien säännöllinen vaihtaminen on tärkeää. Vaihtoväli on hyvä tarkistaa esimerkiksi valmistajan sivulta.
Voiko ilmanpuhdistin korvata tulostimen suodattimen?
Ilmanpuhdistin voi olla hyvä lisä, mutta se ei yleensä ole yhtä tehokas kuin epäpuhtauksien poistaminen niiden syntypaikalla.
Paras järjestys on:
- Koteloi tulostin.
- Suodata ilma tulostimen sisällä.
- Huolehdi huoneen ilmanvaihdosta.
- Käytä tarvittaessa erillistä ilmanpuhdistinta.
Mitä aikaisemmassa vaiheessa epäpuhtaudet saadaan talteen, sitä vähemmän niitä pääsee huoneilmaan.
Voiko suodatin korvata ilmanvaihdon?
Ei.
Tämä on ehkä tärkein asia ymmärtää.
Työterveyslaitos suosittelee tulostimien kotelointia ja tarvittaessa kohdepoistoa epäpuhtauksien leviämisen estämiseksi. Myös työtilan yleisilmanvaihdolla on tärkeä rooli altistumisen vähentämisessä.
Vaikka käytössä olisi laadukas HEPA- ja aktiivihiilisuodatus, ilmanvaihto on edelleen tärkein yksittäinen tekijä hyvän sisäilman ylläpitämisessä.
Millainen suodatusratkaisu kannattaa valita?
Satunnainen PLA-tulostus
- Koteloitu tulostin
- Perus HEPA-suodatus
- Normaali huoneilmanvaihto
Aktiivinen harrastuskäyttö
- HEPA-suodatin
- Aktiivihiilisuodatin
- Suljettu kotelo
- Erillinen tulostushuone
ABS-, ASA- ja Nylon-tulostus
- Tehokas HEPA-suodatus
- Paksu aktiivihiilisuodatin
- Suljettu kotelo
- Kohdepoisto tai ulospuhallus
- Hyvä ilmanvaihto
- Erillinen tulostushuone
Yhteenveto
3D-tulostuksen suodatus ei ole pelkkä mukavuusominaisuus, vaan tärkeä osa turvallista tulostusympäristöä. HEPA-suodatin auttaa vähentämään hiukkaspäästöjä, kun taas aktiivihiili sitoo haitallisia kaasuja ja hajuja. Kumpikaan ei kuitenkaan yksin riitä, eikä mikään suodatin korvaa kunnollista ilmanvaihtoa.
Useimmille kotikäyttäjille paras ratkaisu on koteloitu tulostin, jossa on sekä HEPA- että aktiivihiilisuodatus yhdistettynä hyvään huoneilmanvaihtoon. Näin voidaan merkittävästi vähentää altistumista sekä hiukkasille että VOC-yhdisteille ja tehdä 3D-tulostamisesta turvallisempaa pitkällä aikavälillä.
Lähteet
- Työterveyslaitos: 3D-tulostuksen kemikaaliturvallisuus työpaikoilla
- Työterveyslaitos (TTL)