3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA

Transkriptio

1 3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA TERVEYSVAIKUTUKSET ANTTI VÄISÄNEN

2 Mitä päästöjä 3D-tulostusprosesseissa syntyy? Haihtuvat orgaaniset yhdisteet Eli VOC-yhdisteet (Volatile Organic Compounds) Erittäin laaja kirjo kemikaaleja Nanohiukkaset Materiaalin hajoamistuotteita tai toisiinsa liittyneitä kemikaaleja Karbonyyliyhdisteet Lyhyitä happea sisältäviä hiilivetyjä; formaldehydi Pöly Karkeita hiukkasia, jauhemateriaaleista ja hiomisesta Häkä Epätäydellinen palaminen 2

3 Mitä terveysvaikutuksia 3D-tulostamisella voi olla? Kemiallinen altistus voi aiheuttaa ärsytysoireita Pitkäaikainen altistuminen: ihottumat, astma, keuhkosairaudet, allergiat, syöpä Nanohiukkaset kuormittavat verenkiertoelimistöä Edesauttaa sydän- ja verisuonisairauksien puhkeamista Häkä syrjäyttää hapen, huimaa ja voi aiheuttaa myrkytystilan Formaldehydi on syöpävaarallinen yhdiste Pöly alentaa keuhkojen hapensaantikykyä väliaikaisesti Pitkäaikaisessa altistumisessa vakavia keuhkosairauksia kuten keuhkoahtaumatautia Yhteisvaikutukset? 3

4 3D-tulostamisen päästömalli 3D-tulostusprosessi voidaan jakaa kolmeen osaan Jokaisessa osassa voi esiintyä päästöjä Valmistelu Materiaalin käsittely Tulostusprosessi Materiaalin hajoaminen Jälkikäsittely Ylijäämä materiaali, kemikaalien käyttö 4

5 Materiaalin pursotusmenetelmä Materiaali pursotetaan kuuman suuttimen läpi Laitteistot pienistä pöytämalleista suuriin teollisuustulostimiin Materiaalina käytetään lankamaista filamenttia tai rakeita Muovimateriaaleja tai muovipohjaisia erikoismateriaaleja Käyttökohteina harrastelijatulosteet, pienoismallit ja prototyypit Kappaleiden jälkikäsittely: irrotus alustasta, tukirakenteiden poistaminen Päästöt: nanohiukkaset ja kemikaalit 5

6 Nesteen fotopolymerisaatiomenetelmä Nestemäistä tulostusainetta kovetetaan UV-laserin avulla haluttuun muotoon Laitteistot pienistä pöytämalleista suuriin laitteisiin, lisäksi alakohtaisia erikoislaitteita Materiaalit nestemäisiä UV-kovettuvia fotopolymeeriseoksia Osa lääketieteellisesti hyväksyttyjä Käyttökohteina etenkin (hammas)lääketiede, koru- ja taidealat sekä suunnittelu Kappaleiden jälkikäsittely: ylimääräisen nesteen ja tukirakenteiden liuotus Päästöt: nanohiukkaset ja kemikaalit

7 Jauhepetimenetelmä Jauhemaista tulostusainetta sintrataan tai sulatetaan yhteen laserin avulla Laitteistot ovat suuria ja tarkoitettu teolliseen käyttöön Materiaalit jauhetta Muovi ja metalli yleisimmät Yleisimmin käytetty lisäävän valmistuksen massatuotannon menetelmä Lentoteollisuudesta kuluttajatuotteisiin Kappaleiden jälkikäsittely: ylimääräisen jauheen poisto kappaleista Päästöt: pöly ja nanohiukkaset

8 Materiaalin ruiskutusmenetelmä Nestemäistä tulostusainetta lisätään tulostusalueelle pisaroina tai jatkuvana ruiskuna Laitteistot yleensä suuria teollisuuslaitteita, mutta pöytämalleja on saatavilla Materiaalina käytetään UV-kovettuvaa nestemäistä muovia tai vahaa Käyttökohteina etenkin prototyypit, (hammas)lääketiede ja muotit Kappaleiden jälkikäsittely: ylimääräisen nesteen ja tukirakenteiden poisto Päästöt: kemikaalit

9 Pitoisuus ug/m3 Kemikaalien yhteispitoisuus eri tulostusmenetelmissä (TVOC) Yleisimmin tarkastelun kohteena yksittäisten kemikaalien sijaan Yksittäisten kemikaalien pitoisuudet pääasiassa matalia Pitoisuudet hyvällä tai kohtuullisella tasolla Ruiskutusmenetelmässä koholla Ei akuutteja terveysvaikutuksia Ruiskutusmenetelmässä voi esiintyä ärsytysoireita TVOC Materiaalin pursotus Fotopolymerisaatio Jauhepeti Materiaalin ruiskutus Menetelmä

10 Kpl/cm3 Nanohiukkaspitoisuus eri tulostusmenetelmissä Pitoisuuksissa suuria vaihteluita eri menetelmien välillä Myös menetelmän sisällä eri materiaalien välillä Havaittiin hiukkasten rikastuminen työtilaan Mitatuilla pitoisuuksilla ei akuutteja terveysvaikutuksia Metalliperäisillä hiukkasilla vakavampia terveysvaikutuksia Materiaalin pursotus PLA Nanohiukkaset Materiaalin pursotus ABS Fotopolymerisaatio Jauhepeti Materiaalin ruiskutus Menetelmä 10

11 Häkä, formaldehydi ja pöly Häkää esiintynyt pieniä määriä kaikissa menetelmissä Korkeimmillaan 3 ppm (parts per million) Vaikutuksia >15 ppm pitoisuuksina Formaldehydiä esiintynyt kaikissa menetelmissä paitsi materiaalin ruiskutuksessa Haitalliseksi tunnettu pitoisuus 370 ug/m3 Pitoisuudet ug/m3 Pöly jauhepetimenetelmässä TTL tavoitetaso <2 mg/m3 Haitalliseksi tunnettu pitoisuus 5 mg/m3 (orgaaninen pöly) Mitatut tasot jopa 9 mg/m3 (PA-jauhe) 11

12 Pitoisuus ug/m3 Jälkikäsittelyprosessien päästöt Vapaaehtoiset prosessit Hiominen Pinnoittaminen ja värjääminen Asetonikäsittely TVOC Merkittävin altistuminen voi tapahtua muussa tilanteessa kuin itse tulostuksessa Toiminnassa kiinnitettävä huomiota 10 jälkikäsittelyn järjestämiseen 1 Tukirakenteiden liuotus Pinnoitus Värjäys Ultraäänihaude Jälkikäsittely 12

13 Terveyshaittojen ehkäisy Työntekijän altistuminen tulee minimoida Laitteiden sijoittaminen eri tilaan kuin missä työntekijät pääasiassa oleskelevat Laitteiden kotelointi ja kohdepoiston hyödyntäminen Jälkikäsittelyprosessit erillisessä tilassa kohdepoiston alla Henkilökohtainen suojautuminen Pitkähihaiset vaatteet, käsineet, hengityssuojaimet.. Materiaalien turvallinen käsittely Työtilojen siisteys Jauheen ja läikkyneen nesteen siivoaminen 13

14 Kiitos! Tutkimukset jatkuvat vielä Kysymyksiä tai kommentteja?