Da jeg tog min første printer med hjem, gik jeg mest op i kalibreringen af første lag og temperaturen på byggepladen. I dag har jeg flere maskiner kørende samtidig på mit kontor, og jeg opfatter luften omkring dem helt anderledes. Vi kender det alle sammen. Du træder ind i det rum, der printes i, og mærker en bestemt sødlig lugt. Nogle gange er det bare et let pust, andre gange en tung luft, der meget hurtigt får øjnene til at svie. Vi smelter plast ved høje temperaturer, og der frigives selvfølgelig noget til omgivelserne. Dampe fra 3D-print er et emne, mange brugere overser, indtil de begynder at få hovedpine. Spørgsmålet er derfor klart. Er det virkelig bare en harmløs lugt, eller burde vi være opmærksomme?
Formålet med teksten her er ikke at skræmme nogen fra vid og sans og få dig til at smide printeren ud ad vinduet. Jeg printer selv dagligt og har ikke tænkt mig at stoppe. Men jeg vil give dig et helt realistisk billede af, hvad der præcis sker med luften i dit værksted eller på dit kontor. Især hvis du overvejer at flytte printeren tættere på boligen, bør du vide, hvilke risici de forskellige materialer giver, og hvordan du forsvarer dig mod dem. Der findes ingen universel fremgangsmåde. Alt afhænger af, hvad du helt præcist fodrer din ekstruder med.
Hvad der frigives fra printeren
Når filamentet rammer den varme dyse, begynder det at smelte og skifte tilstand. Under processen slipper der ikke kun varme ud i luften. Der slipper faktisk to helt forskellige ting ud af printeren, og dem er vi nødt til at skille ad for at forstå, hvordan vi beskytter os mod dem.
For det første er der de flygtige organiske forbindelser, som man normalt bruger den engelske forkortelse VOC om. Det er præcis de gasser, du mærker med næsen. Problemet med VOC har fulgt 3D-print fra begyndelsen. Det er netop de gasser, der irriterer dine øjne, din næse eller din hals efter længere tid tæt på printeren. Hos mere følsomme personer giver de meget hurtigt hovedpine eller kvalme.
Mens du kan mærke VOC, og kroppen giver dig et tydeligt signal om at lufte ud, er de ultrafine partikler mere lumske. Du kan hverken se eller mærke dem. Det er de såkaldte UFP, af engelsk ultrafine particles. Vi taler om faste partikler i størrelsesordenen 1 til 100 nanometer. For at give dig en fornemmelse: de nanopartikler er så ekstremt små, at de ved indånding ikke bliver siddende i slimhinderne, men trænger dybt ned i lungeblærerne. Derfra har menneskekroppen meget svært ved at komme af med dem, og de kan endda gå over i blodbanen.
Hvor meget hvert materiale udleder
Den vigtigste faktor for mængden af emissioner er dysetemperaturen. Fysikken er ubarmhjertig på det punkt. Jo varmere du smelter materialet, jo flere partikler og dampe dannes der. Det er selvfølgelig ikke den eneste faktor, den kemiske sammensætning spiller en stor rolle, men temperaturen er den vigtigste udløser. Lad os se på de konkrete materialer.
Det populære PLA printes ved en forholdsvis lav temperatur, omkring 200 grader celsius. Derfor udleder det generelt færre emissioner til luften. PETG er i en lignende situation og regnes også for et materiale med forholdsvis lave emissioner og en mindre belastning ved almindeligt hjemmeprint. Men dermed er de gode nyheder stort set slut.
Så snart du går over til teknisk plast, ændrer situationen sig drastisk. Gode gamle ABS udleder en enorm mængde partikler og flygtige stoffer til omgivelserne. Det mere moderne ASA, der bruges som UV-stabil erstatning til udendørs brug, danner lidt færre faste partikler, men udleder til gengæld en virkelig massiv mængde VOC. ABS og ASA har et grundlæggende problem til fælles, for de frigiver styren. Printer du materialerne i et uudluftet rum, kan koncentrationen af styren meget hurtigt overskride de gældende hygiejniske grænseværdier for indendørs rum.
Nylon, altså polyamiden med betegnelsen PA, kræver høje temperaturer at printe og udleder en enorm mængde ultrafine partikler til luften. Øverst på emissionslisten står polykarbonat, altså PC. Materialet er blandt dem med absolut højest emissioner. Det printes meget varmt, temperaturerne i dysen ligger omkring 300 grader celsius, og den ekstreme mængde frigivne stoffer svarer til det.
Men her må jeg tilføje en meget vigtig nuance. Mange tror, at PLA er lavet af plantekilder og derfor er helt og aldeles harmløst. Nogle fagstudier har dog fundet noget ret overraskende. Partiklerne fra PLA kan paradoksalt nok være mere giftige per masseenhed end partiklerne fra ABS. Ja, du læste rigtigt. PLA-ens redning er, at det udleder en helt forsvindende mængde af de partikler til luften sammenlignet med teknisk plast. Påstanden om, at PLA har nul emissioner, er derfor en meget upræcis forenkling. De er lave, men de er ikke nul.
Hvor mange emissioner hvert materiale udleder
Relativ sammenligning, en højere bjælke betyder flere emissioner. Dysetemperaturen er hovedfaktoren.
ABS og ASA frigiver desuden styren, som i et uudluftet rum overskrider de hygiejniske grænseværdier. Skalaen er vejledende og bruges til at sammenligne materialerne indbyrdes.
Hvor meget skader det helbredet
Spørgsmålet om, hvorvidt 3D-print er sundhedsskadeligt, har ikke et ja eller nej som svar. Vi er nødt til at skelne mellem kortsigtede og langsigtede virkninger. På kort sigt er problemet den høje koncentration af flygtige stoffer i et dårligt udluftet rum. Resultatet er irriterede øjne og kløe i næse og hals. Af egen erfaring ved jeg, at hvis jeg glemmer at lufte ud under et langt ABS-print, får jeg uden undtagelse en dump hovedpine og en let kvalme i løbet af en time. Det er en tydelig reaktion fra kroppen på den kemiske cocktail i luften.
Den langsigtede belastning er et mere sammensat emne og er fortsat genstand for aktiv videnskabelig forskning. Her er hovedmistænkte de ultrafine partikler UFP. Som nævnt sætter de sig dybt i lungerne, og kroppen har svært ved at komme af med dem. Længere tids udsættelse for høje koncentrationer af nanopartikler gavner generelt hverken hjerte-kar-systemet eller luftvejene. Der er særligt fokus på styren, som slipper ud af ABS og ASA. Det er langt det mest overvågede stof i vores område, for det irriterer beviseligt slimhinderne og har ved længere tids udsættelse over grænseværdierne giftige virkninger på nervesystemet.
Hjælper en lukket printer og et filter?
Når brugerne finder ud af alt det her, begynder de normalt at lede efter en hurtig løsning. Den ser ud til at være at købe en printer med fuld indkapsling. Lukkede printere som den populære Bambu Lab og mange andre modeller på markedet har ofte et kulfilter indbygget fra fabrikken. På papiret lyder det helt fantastisk, men i praksis er det lidt mere indviklet.
Aktivt kul virker efter adsorptionsprincippet. Det kan tilbageholde en del af de flygtige organiske forbindelser og er helt fremragende til at dæmpe lugt. Det grundlæggende problem er, at kul slet ikke tilbageholder de ultrafine partikler UFP. De passerer fuldstændig ubemærket igennem. Til at filtrere de faste partikler er et HEPA-filter uundværligt, men det mangler i grundudstyret på mange printere. Aktivt kul alene løser altså kun halvdelen af problemet.
En anden hage er levetiden. Kulfilteret mættes efterhånden med brugen. Det har ikke uendelig kapacitet. Så snart det når sin grænse, holder det op med at virke og lader gasserne slippe ud i rummet. Her gælder en enkel og meget pålidelig regel. I det øjeblik du tydeligt kan lugte printet uden for den lukkede printer, er kullet allerede mættet. På det tidspunkt indånder du allerede ufiltrerede VOC. Derfor anbefales det at skifte filteret efter cirka tre til seks måneders aktivt print.
Vi må heller ikke glemme, hvordan luften faktisk cirkulerer inde i kassen. På langt de fleste lukkede printere recirkulerer luften bare gennem filteret inde i kammeret. Det er ikke en udsugning ud af bygningen, og det erstatter på ingen måde udluftning af rummet. Det lukkede kammer i printeren har først og fremmest til formål at holde en stabil temperatur omkring printet og dermed undgå den irriterende warping, altså at plasten vrider sig og slipper byggepladen. Beskyttelsen af helbredet er ofte bare en sidegevinst, og ikke altid perfekt løst.
Hvad kulfilteret kan, og hvad det ikke kan
Aktivt kul (i lukkede printere og i eksterne sæt) har klare fysiske grænser.
Sådan beskytter du dig: udluftning og filtrering
Vil du have virkelig ren luft, må du tage sagen i egen hånd. Der findes væsentligt bedre løsninger end bare at stole på den simple kulsvamp. En virkelig effektiv udluftning omkring 3D-printeren kræver en systematisk tilgang.
Et markant fremskridt er at montere et opgraderingssæt, der kombinerer et ordentligt HEPA-filter af klasse 13 eller 14 med en rundhåndet mængde aktivt kul. En endnu bedre løsning er at tilføje en ekstern udsugning, der presser luften fra printeren ud gennem de filtre. En sådan kombination kan tilbageholde op til 99,95 procent af alle ultrafine partikler og flygtige stoffer. I uafhængige tests har de sæt kunnet sænke koncentrationen af forurenende stoffer i rummet op til fire gange. Husk hovedreglen. Kun kombinationen af et HEPA-filter til faste partikler plus aktivt kul til flygtige gasser dækker begge dele. HEPA alene tilbageholder ikke VOC, og kul alene stopper ikke partiklerne.
Praktiske anbefalinger materiale for materiale
Nu har vi lagt teorien bag os, lad os tale om, hvad det betyder for din hverdag. Det største og samtidig billigste håndtag til at mindske dampene hjemme hos dig er selve materialevalget og den lavere dysetemperatur, der følger med. Har du ikke udtrykkeligt brug for høj mekanisk styrke eller varmebestandighed i den færdige del, så print i materialer, der smelter ved lavere temperaturer.
Vælger du et PLA af god kvalitet, udgør det en virkelig lav risiko i et rimeligt udluftet rum. Du kan arbejde helt normalt tæt på printeren, og det er nok at åbne vinduet en gang imellem. PETG er i en meget lignende situation og er det ideelle kompromis til funktionsdele, uden at du behøver bygge et udsugningslaboratorium.
En helt anden situation gælder for de tekniske filamenter. ABS, ASA, polykarbonat og nylon hører uden diskussion til i en lukket printer med aktiv filtrering. Med de materialer er udluftning helt afgørende, ideelt med direkte udsugning af luften ud gennem vinduet eller i det mindste ud i et rum, hvor der aldrig opholder sig nogen. Den gyldne regel er klar. Print aldrig ABS eller ASA i et beboet, uudluftet rum, hvor du selv opholder dig.
Vil du have det allermest pålidelige system derhjemme, så skaf en lukket printer, suppler den med kraftig filtrering, der kombinerer HEPA og kul, og stil en ordentlig luftrenser i selve rummet. Og glem så selvfølgelig ikke at lufte fysisk ud med jævne mellemrum. Det helt afgørende råd til sidst i dette afsnit er: stil aldrig printeren i soveværelset. Det sted, hvor du sover hele natten, skal forblive rent.
Hvilke tiltag til hvilket materiale
| Materiale | Emissioner | Hvad du skal gøre |
|---|---|---|
| PLA / PETG | lave | Et rimeligt udluftet rum er nok. Lukket kammer med filter er en bonus mod lugten. |
| ABS / ASA | høje | Lukket kammer + aktiv filtrering + udluftning til det fri. På grund af styren aldrig i et beboet, uudluftet rum. |
| Nylon (PA) / PC | høje | Lukket kammer + HEPA og kul + udluftning. Udleder mange partikler. |
Den billigste beskyttelse er materialevalget. Har du ikke brug for styrke, så print i PLA eller PETG.
Konklusion
Dampene fra vores hobby skal ikke undervurderes, men der er heller ingen grund til at gå i panik og sælge udstyret på grund af dem. Det handler bare om at gribe printet an med sund fornuft. Hver gang du sætter en ny spole i ekstruderen, så tænk over, hvilken temperatur du udsætter den for. Med højere temperatur vokser dit ansvar for det, du kommer til at indånde i rummet. At åbne vinduet er det mindste, du kan gøre for dig selv. Og planlægger du lange print i tekniske materialer, så betragt ordentlig filtrering og udsugning som en lige så vigtig del af udstyret som en god byggeplade eller en dyse i stål.
Ofte stillede spørgsmål
Er 3D-print sundhedsskadeligt?
Det afhænger af materialet og udluftningen. På kort sigt kan dampene give hovedpine og irritere øjne eller næse. Længere tids indånding af nanopartikler og flygtige stoffer i et uudluftet rum gavner ikke helbredet. Men med den rigtige udluftning og det rigtige materialevalg er risikoen minimal.
Hvilket filament udleder færrest dampe?
PLA danner færrest emissioner, fordi det printes ved en forholdsvis lav temperatur omkring 200 grader celsius. PETG er også forholdsvis sikkert og lavemitterende. Men selv med dem dannes der nanopartikler, om end i små mængder.
Hjælper en lukket printer med kulfilter?
Den hjælper med at tilbageholde lugt og en del af de flygtige stoffer, men den tilbageholder ikke de farlige ultrafine partikler. Til at fjerne dem kræves et HEPA-filter. Desuden mættes kulfilteret med tiden og skal skiftes med jævne mellemrum.
Skal jeg lufte ud, når jeg printer i PLA?
Ja, selv om PLA udgør en meget lav risiko, udleder det stadig en lille mængde partikler og flygtige stoffer. Almindelig udluftning ved at åbne vinduet i rummet er fuldt tilstrækkelig forebyggelse.
Må jeg have 3D-printeren i soveværelset eller i stuen?
Printeren hører bestemt ikke hjemme i soveværelset. At indånde dampe hele natten, mens du sover, er uhensigtsmæssigt, selv når du printer i PLA. I stuen er drift kun mulig med lavemitterende materialer, forudsat at der luftes regelmæssigt og grundigt ud.