改善3D列印品質與安全性的利器:Zortrax HEPA Cover

Zortrax HEPA Cover，這是一種專門設計於Zortrax M200和M200 Plus 3D打印機上使用的空氣過濾裝置，目的在解決3D打印過程中的三個主要問題。 首先，該裝置使工作區域內的溫度保持穩定，可減少ABS材料的翹曲，且因為有額外的一個控制風扇，可以確保空間內不會過於高溫或低溫。

其次，風扇通過內置的碳過濾器從工作區域內吹出空氣，以消除令人不快的氣味。 第三，在進入室外之前，空氣會通過HEPA過濾器，以攔截加熱的熱塑性塑料發出的99％以上的顆粒。 由於3D打印機的安全性在過去幾年中得到了廣泛的爭論​和研究，因此我們將在這個議題上進一步的討論。

為何選擇HEPA？

最近的研究表明，運轉中的3D列印機會產生不同數量的超細顆粒（UFP）。 更準確地說，使用ABS材料時，3D列印所產生的顆粒是由14 nm至49 nm大小的顆粒所組成的。而用PLA列印時，雖然顆粒排放量較少，但其產生的顆粒較大。但無論如何，上述顆粒的大小仍然有資格是小於100nm的納米尺度物體。 但另一方面，HEPA過濾器的設計是用於過濾直徑超過300nm的顆粒，有趣的事情來了，300nm大小的慮網要如何能夠捕獲一個小30倍的物體？

Kerry Stevenson提到當UFPs通HEPA過濾器，UFPs將被吹入你的工作場所"。但讓我們明確一點：UFP不會通過HEPA過濾器進入您的工作場所。此觀點或許有點違反直覺，但顆粒越小，HEPA過濾器就越有效。事實就是這樣，因為在納米等級下，低於100納米，有趣的現象就此發生了， 而這正是它的工作原理。

布朗運動

如果UFPs直線飛行，史蒂文森的觀點將是有效的。 但事實正好相反，它們受制於所謂的布朗運動，它們沿著看似隨機，不斷變化的軌跡飛到整個地方。 這些隨機運動的發生是因為100納米以下的粒子由於與高速空氣分子的成千上萬次碰撞而改變了方向。 想像一下台球在桌子上高速滾動無數其他台球。 這就是為什麼穿過HEPA過濾器的納米粒子極有可能在某個時間點發現自己靠近過濾器的一根纖維。 當它到達那裡時，它不可逆轉地堅持這種纖維。 使它堅持的是一種被稱為凡德瓦力的分子吸引力。

凡德瓦力

以荷蘭科學家Johannes Diderik van der Waals命名，凡德瓦力是分子與分子之間距離依賴的相互作用。 雖然相對較弱，但它們卻令人驚訝地擅長使事物相互貼合。舉例來說，凡德瓦力是壁虎只能用一個腳趾掛在玻璃表面上的原因。

而這也是UFPs在足夠接近它們時會吸附在HEPA過濾器纖維上的原因。因此粒子越小，就越有可能被HEPA過濾器捕獲，此原理已通過實驗證明。

Stay Nanosafe ​

Nanosafe2項目是一項由歐盟資助的旨在評估納米粒子暴露相關風險的計劃。 2008年在Nanosafe2下進行的一項研究試圖找出傳統的安全措施，如HEPA過濾器如何專門用於過濾納米粒子。 由Luana Golanski領導的法國CEA-Grenoble的一個研究小組開展了一項實驗，在這個實驗中，10納米到100納米之間的石墨納米粒子被吹過各種流行的過濾器，如HEPA，ULPA和工業環境中常用的防護服。 正如科學家們預測的那樣，滲透率隨顆粒的大小呈線性下降。 事實證明，HEPA過濾器已經攔截超過了99％的UFPs。

Golanski實驗的結果：顆粒尺寸相對於滲透率繪製。 事實證明，HEPA過濾器在捕獲UFPs方面的效率超過99％。

2017年在佐治亞理工學院完成的桌面3D打印機安全性最廣泛的研究建議謹慎。 Zortrax HEPA Cover是一種現成的，價格合理的設備，可減少ABS材料的翹曲並消除令人不快的氣味。 當你想要謹慎地完成列印時，它也是最有效的解決方案之一。