3D-tulostuksen hiukkaspäästöt

Abstract

Opinnäytetyön toimeksiantajana oli Tampereen ammattikorkeakoulu. Tutkimuksessa selvitettiin koulun 3D-tulostimiin asennettujen koteloiden ja HEPA-suodattimien vaikutusta tulostuksesta syntyviin pienhiukkaspäästöihin. Opinnäytetyön idea syntyi, kun työterveystarkastajat huomauttivat opetustiloissa olevien koteloimattomien 3D-tulostimien määrästä. Tulostimien on havaittu heikentävät sisäilman laatua.

Työ aloitettiin perehtymällä aikaisempiin aiheesta tehtyihin tutkimuksiin, käytettäviin laitteisiin ja mittausympäristöön. 3D-tulostamisesta syntyviä hiukkaspäästöjä mitattiin Pegasor AQ™ Indoor -sisäilmanlaatumittarilla. Hiukkaspäästöjen mittauksissa käytettiin kolmea eri materiaalia: PLA, PET-G ja ABS. Opinnäytetyön aikana ilmeni sisäilmanlaatumittarin toimintaan, VOC-mittarin hankintaan sekä aikatauluun liittyviä haasteita, joiden vuoksi VOC-mittaukset jätettiin lopulta toteuttamatta.

Työn aikana ilmenneistä haasteista huolimatta saatiin tuloksia, jotka osoittavat, että kotelointi ja HEPA-suodatin vähentävät tulostamisesta vapautuvia pienhiukkaspäästöjä merkittävästi. Tulokset ovat osittain epäluotettavia sisäilmanlaatumittariin syntyneiden häiriöiden takia. Jatkotutkimusehdotuksena on selvittää 3D-tulostimen koteloinnin ja HEPA-suodattimen vaikutus VOC-päästöihin.

The thesis was commissioned by Tampere University of Applied Sciences. The study investigated the effect of the housings and HEPA filters installed on the school's 3D printers on small particle emissions from printing. The need for the work came about when the occupational health inspectors pointed out the number of uncased 3D printers on the teaching premises. Printers have been found to degrade indoor air quality.

The work started by becoming familiar with previous studies on the subject, the equipment used, and the measurement environment. Particle emissions from 3D printing were measured with the Pegasor AQ™ Indoor air quality meter. Three different materials were used in the measurements of particle emissions: PLA, PET-G, and ABS. During the thesis work, there were challenges related to the operation of the indoor air quality meter, the purchase of the VOC meter, and the schedule, due to which the VOC measurements were ultimately not carried out.

Despite the challenges that arose during the work, results show that the enclosure and the HEPA filter significantly reduce the small particle emissions released from 3D printing. The results are partly unreliable due to interference with the indoor air quality meter. A further research proposal is to find out the effect of the 3D printer housing and the HEPA filter on VOC emissions.