3D Yazıcıların Farkında Olmadığımız Zararları

Son zamanlarda hassasiyetim yüzünden üzerine çok düştüğüm bir konu hakkında derste sunum için derlediğim yazıyı biraz daha düzenleyerek blogumda paylaşmaya karar verdim. İster hobi amaçlı ister ticari/harçlık çıkarma amaçlı olarak bu aleti kullananlar eminim bu yazıyı okuduktan sonra filtresiz ortamda neye maruz kaldıklarına dair daha bilinçli olacak. İyi okumalar.

3 boyutlu yazıcılar günümüzde yalnızca pahalı, ticari cihazlar olmaktan çıkıp open-source kültürünün de etkisiyle hobi seviyesine kadar inmiştir. Popüler hale gelen bu makinelere artık geniş kitleler ulaşabilmekte ve kullanabilmektedir. Yaygın olarak FDM (Fused Deposition Modeling) tipinde üretim yapan masaüstü tipindeki 3 boyutlu yazıcılarda ABS, PLA, PVA, PC, HDPE, HIPS malzemeleriyle üretim yapılmasına karşın bunlardan en çok kullanılanlar ABS ve PLA’dır. Ancak bu popüleriteye karşın modelin üretimi sırasında eriyen malzemenin açığa çıkardığı partikül ve bileşenler üzerine yapılan çalışmalar sınırlı sayıdadır.Bu araştırmada da çok kullanılan çeşitli malzemelerle oluşturulmuş MALZEME-YAZICI kombinasyonlarının farklı parametrelerde yaydığı partikül ve bileşenler incelenmiştir.

Yöntem

Salınım Testi

Tüm ölçümler 3.6 metreküplük paslanmaz çelikten bir kap içinde, paslanmaz çelikten yapılmış hava sirkülasyon fanıyla gerçekleştirilmiştir. Her yazıcı ölçüm hacminden dışarıda konumlandırılmış bir masaüstü yazıcıya bağlıdır. Deney başlamadan önce filtrelenmiş temiz hava kabın içine sabit debiyle gönderilmektedir. Baskı tablaları önceden izopropil alkol ile temizlenmiş ve filament türüne göre bazılarına yapıştırıcı madde sürülmüştür.

Tüm testler NIST’in (National Institute of Standards and Technology-Ulusal Standart ve Teknoloji Enstitüsü) belirlediği, yazıcı performansını ölçmede kullanılan 10x10x1 cm boyutlarındaki test objesi yazdırılarak yapılmıştır.

Hava Örneklemesi ve Analiz

Partikül yoğunlukları ölçüm kabındaki kirli hava çıkışına bağlı partikül sayacıyla ( TSI model 3007) 1 dakikalık aralıklarla ölçülmüştür. Bu cihaz 10 nanometre ve 1 mikrometre arasındaki tanecikleri ölçebilmektedir. Ölçüm, yazıcıyı çalıştırmadan önceki ilk 45 dakikayı, baskı sırasında geçen ortalama 3 saatlik süreyi ve baskı bittikten sonraki 3 saatlik süreyi kapsamaktadır.

Uçucu Organik Bileşiklerin (UOB) Ölçümü

Uçucu organik bileşiklerin ölçümü ise baskıdan önceki ilk 45 dakikadaki UOB miktarı ve baskının son 45 dakikasında ortamdaki UOB miktarının farkı alınarak ölçülmüştür.

16 adet Yazıcı-Filament kombinasyonundan oluşan tablo ve yazdırma parametreleri.

Bulgu

Soldaki grafikte zamana göre değişen UFP Yoğunluğu; Sağdaki grafikte baskı zamanına göre değişen UFP Salınım Oranı görülmektedir.

16 adet yazıcı-filament kombinasyonunun zamana göre UFP salınım oranları. Kutuların alt ve üst sınırları geçen zamanın %25 ve %75’ini, ortadaki çizgi ise geçen zamanın %50’sini göstermektedir.

Yukarıdaki şekilde algılanabilen en yüksek 10 uçucu organik bileşikten ilk üçü yazıcı ve filament kombinasyonuna göre gösterilmiştir.

-ABS’de yüksek oranda Stiren salınımı görülmüştür,

-Naylon türü filamentte Kaprolaktam salınımı oldukça yüksektir,

-PLA türü malzemede ise Laktit salınımı birinci sırada yer almaktadır.

Bunların etkileri ve zararları sonuçlar bölümünde incelenecektir.

Birim filament kütlesi başına UFP ve VOC salınımı.

Birim filament kütlesi başına en çok uçucu organik bileşik ve ultrafine parkitül salınımı ABS türü filamentte, en az salınım ise PLA tür filamentte ölçülmüştür.

Değerlendirmeler

Kaprolaktam’a uzun süre maruz kalmak göz ve solunum yollarını tahriş eder.

RepRap forumlarında bununla ilgili birisi şöyle bir şikayette bulunmuş: http://forums.reprap.org/read.php?1,736650,736824

Günde 8 saat PETG filament dumanına maruz kalan kişi solunum yollarının yandığından şikayet ediyor. Tesadüf mü? 🙂

Ölçülen stiren miktarı bir binada maruz kalınan en yüksek stiren seviyesinden ve evlerdeki ortalama miktardan 20 kat fazladır. Stiren kanserojen bir maddedir ve solumak kansere yakalanma riskini arttırır. (Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı)

Bu baskı sırasında (3.5 saat) maruz kalınan UFP miktarı kapalı bir mekanda 8 saat boyunca maruz kaldığımız UFP’nin 10 katıdır.

Bu bulgulara göre yapılabilecek tavsiyeler şunlardır:

-Konuyla ilgili daha çok çalışma yapılmalı

-Filament üreticileri sağlığa daha az zararı olan malzemeler üzerine çalışmalı

-Yazıcı üreticileri filtre sistemine sahip kapalı yazıcılar üzerine yoğunlaşmalı.

KAYNAK:

Azimi P., Zhao D., Pouzet C., Crain E. N. & Stephens B. (2016). Emissions of Ultrafine Particles and Volatile Organic Compounds from Commercially Available Desktop Three-Dimensional Printers with Multiple Filaments, Environ. Sci. Technol. 2016, 50, 1260−1268.

FERAGATNAME:

Kullanılan görsellerde ve araştırma sonuçlarında hiçbir hak iddia etmediğim gibi bu yazının referans olarak alınması sonucu kişi ve kurumların karşılaşacağı sorunlar benim sorumluluğumda değildir.

DISCLAIMER:

I don’t claim any right on any of the graphic content and research conclusions used/stated in this text. Any issue will be encountered due to taking this text as reference is not my responsibility.