3D 프린팅 - 3D 프린팅 펜의 입자 배출 평가

3D 프린터와 펜은 입자와 휘발성 물질을 방출할 수 있습니다. 우리는 3D 펜의 배출을 분석하는 방법을 개발했습니다. 우리의 방법은 간단하고 구현하기 쉽고 비용 효율적이다.

사용자의 호흡 영역 근처에서 입자 배출을 특성화하는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술은 스프레이 제품 이나 절제 공정과 같은 다른 소스 및 장치에서 에어로졸 배출을 분석하는 데 사용할 수 있습니다. 실험을 시작하기 전에 섭씨 200도 이상의 온도를 생성할 수 있는 3D 프린팅 펜을 선택하고 3D 펜에 적합한 직경 1.75mm의 필라멘트를 선택합니다.

3D 프린팅 펜과 샘플링 튜브삽입을 위한 콘센트를 상단에 삽입하기 위한 입구를 한면에 삽입하여 건조기 내부를 청소합니다. 3D 펜연결의 공기 입구가 설정되어 있는지 확인합니다. 콘센트 튜브는 사용자의 머리와 배출 소스 사이의 거리를 모방하기 위해 3D 프린팅 펜끝에서 10cm여야 합니다.

3D 펜 에어로졸 방출 측정을 시작하기 10분 전, CPC 및 SNP 온라인 측정 기기를 켜고 3D 펜을 미리 로드하여 관심 있는 필라멘트를 준비합니다. 펜이 냉각되면 HePA 필터를 SMPS 입구에 부착하고 SMPS를 사용하여 깨끗한 검사 측정을 실행하여 SMPS가 이전 측정에서 오염되지 않도록 합니다. 챔버 콘센트를 CPC 입구에 연결하고 CPC를 사용하여 챔버 내부의 농도를 확인하여 챔버가 깨끗하고 실험이 동일한 조건에서 실행되고 있는지 확인합니다.

3D 펜 에어로졸 배출을 측정하려면 미리 로드되고 냉각된 3D 펜을 챔버에 삽입하고 챔버의 콘센트 튜브가 CPC에 연결되어 있는지 확인합니다. CPC에 연결된 컴퓨터를 시작하고 측정에 적합한 이름으로 새 파일을 엽니다. CPC 흐름이 분당 0.3리터로 설정되어 있는지 확인하고 10분 동안 배경 농도를 측정합니다.

측정이 끝나면 3D 펜을 켜고 로드된 필라멘트에 적합한 온도를 선택합니다. 필라멘트 온도에 도달하면 인쇄 프로세스를 시작하고 3D 펜을 15분 동안 인쇄하십시오. 인쇄 기간이 끝나면 콘센트 튜브를 SMPS에 연결하고 3분마다 크기 분포 측정을 3분 간격으로 가져옵니다.

모든 측정값을 획득하면 인쇄된 필라멘트를 제거하고 챔버를 청소하십시오. 교활하게 결합된 플라즈마 질량 분석법을 사용하여 시료 준비를 정량화하기 위해 플라스틱 표면에 관심 있는 필라멘트를 인쇄하여 금속으로 오염되는 것을 피하고 세라믹 나이프를 사용하여 필라멘트를 작은 조각으로 자른다. 벌크와 인쇄된 필라멘트의 약 150밀리그램을 계량하고 필라멘트 조각을 전자레인지 용기로 옮킵니다.

물 1.5 밀리리터, 3.5 밀리리터의 질산, 각 샘플에 과산화수소 1밀리리터를 추가합니다. 용기를 전자레인지에 넣고 샘플을 섭씨 200도로 20분 간 가열합니다. 소화가 끝나면, 고금속 농도가 알려지거나 의심되는 초순수의 모든 필라멘트 샘플을 희석하여 계측기의 오염을 피한다.

그런 다음 설문 조사 스캔을 사용하여 시료에 있는 금속을 결정하고 적절한 교정 표준을 사용하여 특정 금속의 금속 함량을 정량화합니다. 관찰된 바와 같이, PLA 검정으로 인쇄하는 것과 비교하여 인쇄 중에 ABS 블랙 입자의 수가 더 많습니다. PLA의 인쇄 중 온도를 증가하면 입자 수 농도가 높아지며 입자의 기하학적 평균 직경에 큰 영향을 미치지 않습니다.

ABS로 인쇄하면 PLA로 인쇄하는 것과 비교하여 입자 수 농도가 높고 파티클이 더 커지도록 합니다. 예상대로, 기하학적 평균 직경의 차이의 명확한 추세는 ABS와 PLA 필라멘트로 인쇄하는 동안 방출되는 입자 간에 관찰된다. 전송 전자 현미경 이미징은 PLA를 위해 주로 약 50 나노미터의 입자 크기를 나타내며 ABS 블랙의 경우 최대 100 나노미터의 거의 일관되게 큰 입자를 보여줍니다.

PLA 구리 필라멘트는 구리를 함유하고 있으며, 대부분 결정적인 형태와 PLA 입자를 함유하고 있습니다. 이 이미지에서 PLA 탄소 나노튜브 필라멘트에서 방출된 탄소 나노튜브가 관찰될 수 있다. PLA 강철 필라멘트와 인쇄 하는 동안 작은 강철 입자의 방출 및 믿을 수 없을 만큼 높은 실버 알루미늄 플레이크 금액PLA 화합물인쇄 하는 동안 실버 알루미늄 플레이크의 가능한 응집 도 관찰 될 수 있습니다.

ICPMS의 온라인 결합에 의한 에어로졸의 추가 분석은 유도결합 된 플라즈마 질량 분광법에 대한 짧은, 방출 된 방법의 설명을 용이하게 할 수 있습니다. 당사의 빠르고 비용 효율적인 방법을 사용하여 에어로졸 특성화의 이점을 누릴 수 있는 다른 영역에서 입자 배출을 식별할 수도 있습니다.