国家标准计划《增材制造 材料挤出成形打印过程有害物质的测定》由 TC562(全国增材制造标准化技术委员会)归口,TC562SC1(全国增材制造标准化技术委员会测试方法分会)执行 ,主管部门为中国机械工业联合会。
主要起草单位 无锡市检验检测认证研究院 、中机生产力促进中心等 。
25 机械制造 |
材料挤出成形增材制造工艺因其成本相对较低,已在消费品、医疗、教育等领域得到了广泛应用,但为更好满足打印需求,材料供应商通常对会塑料线材进行改性处理,这可能导致材料挤出成形工艺用塑料线材高温下产生有害物质,现有研究表明产生的有害物质主要以两种形式存在,一是高分子加热时内部分子量较小的部分气化逸出,形成气凝胶,悬浮于空气中,二是塑料中含有一些沸点比较低的有机组分热熔时释放出来,如苯、甲苯、乙酸乙酯等原料生成过程中使用到的溶剂,这类物质统称有机挥发物。
同时打印设备运行时也会释放一些小颗粒的固体物质,对环境及使用者造成影响。
材料挤出成形打印方式以桌面打印机及打印笔打印居多,该打印方式的使用对象多为未经过专业培训的人员,如老师、学生及工艺品制作者等;工作场所也没有配置过滤空气及强制通风的装置,这将导致产生的有害物质直接排放到空气中,并被使用者吸入,最终影响使用者的健康. 现阶段,各个行业对挥发性有机物的排放都较为关注,因此,检测手段也比较多, 但各个测试方法间也存在一定的差异性,这主要是由于不同行业产品挥发出挥发性有机物的方式存在一定差异, 导致采集方式存在差异,进而导致不同的检测方法。
现有的测试方法通常是在特定的环境条件下让待测样品释放出挥发性有机物,并进行采集和测试,测试的是塑料作为成品应用时缓慢释放的挥发物,而在材料挤出成形工艺过程中(高温熔融再固化) 塑料线材会在短时间内大量挥发, 即挥发是不均匀的, 因此,在无通风设施及个人防护用品的条件下, 人体受到的危害与其距离打印机的距离直接相关, 这些因素(如如何设置真实工况即测试时环境条件应如何设置及针对不均匀性挥发如何采样等) 在已有的挥发性有机物测试标准中并未考虑到。
现行挥发性有机物测试分析的标准及应用行业具体为: GB/T 18883-2022《室内空气质量标准》、 GB/T 18204.2-2014《公共场所卫生检验方法 第 2 部分:化学污染物》(环境); GB/T24281-2009《纺织品有机挥发物的测定气相色谱-质谱法》(纺织); GB∕ T 38517-2020 《颗粒生物气溶胶采样和分析通则》(生物医疗); GB/T27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》、 GB/T 39897-2021《车内非金属部件挥发性有机物和醛酮类物质检测方法》(汽车); GB/T 2914-2008《塑料 氯乙烯均聚和共聚树脂挥发物(包括水)的测定》(化工); GB/T 31106-2014《家具中挥发性有机化合物的测定》(家装)、GB/T38608-2020《油墨中可挥发性有机化合物( VOCs)含量的测定方法》(印刷)。
本标准的制定旨在规范材料挤出成形增材制造工艺中产生有害物质的正确采集方式和测试方法,以促进该行业的高质量发展。
本文件规定了材料挤出成形打印机运行过程中产生有害物质的定量测试原理、试剂及材料、仪器设备、气体采集、测试、结果计算及试验报告等内容。 本文件适用于材料挤出成形打印机运行过程中产生的有害物质的定量测试,包括气溶胶及固体颗粒物、苯系物及总有机挥发物。 本文件根据材料使用特性,规定了将打印机和线材在温度可控、空气经过净化的箱体内打印一段时间,在距离打印机1 m的位置采集空气,过滤吸附的方式收集挥发出来的大气颗粒物和VOC,大气颗粒物测试采用吸附前后的重量计算;VOC采用气相色谱法测试。