効果的な3Dプリンター換気：VOCとUFPから身を守る

ほとんどの3Dプリント愛好家は、3Dプリント安全ニーズに十分な注意を払っていません。また、ホビーストはプリンター爆発や火災などの重大事故を想像して3Dプリント安全問題を提起しがちです。しかし、主要な3D安全懸念はVOC（揮発性有機化合物）および/またはUFP（超微細粒子）の排出にあります。3DプリンターはABSやPLAのようなプラスチックフィラメントを使用して製品を作成します。プラスチックフィラメントはプリントプロセス中にVOCとUFPの煙を周囲の空気へ放出します。これらの化学物質は大量に吸入・摂取されると毒性があります。プラスチックフィラメントから放出される化学物質には：

• スチレン
• ラクチド
• カプロラクタム

これら3つの化学物質は、3Dプリントプロセスが4〜8時間かかることを考慮すると危険です。本記事では換気を用いた安全な3Dプリントを考察します。

3Dプリンター換気とは？

3Dプリンター換気とは、3Dプリントプロセス中に生成される有害な煙に対処するメカニズムを指します。3Dプリンター換気の最も自然な方法は、十分な空気を循環させる開放窓のある広い部屋でプリンターを使用することです。換気の良い3Dプリントルームは、プリンターが放出する少量の有害煙を部屋で循環する新鮮な空気が処理することを保証します。

3Dプリンター用換気システム

人間に有害な3Dプリント煙に対処する最善の方法は、機能的な換気システムを設置することです。3Dプリンターの周りにエンクロージャーを設置し、チャンバーが密閉かつ気密になるようにします。次に、チャンバーから外部へ通じるベントまたは吸引パイプを接続します。ベントは有害な煙をプリントルーム外へ排出します。一部のホビーストは窓用ファンを使用して煙を部屋外へ吹き飛ばします。プリントプロセス中に3Dプリンターを窓の隣に置きます。ファンと吸引パイプは部屋からプラスチック排出物を除去するのに役立ちます。 HEPAフィルターの使用は有害煙除去に役立ちます。しかし、活性炭フィルターの導入はHEPAフィルターでは除去できないより小さな粒子の除去に役立ちます。

3Dプリンター換気要件。3Dプリンターに換気は必要か？

はい！3Dプリンターには換気システムが必要です。 健康と安全の懸念は優先事項であり、3Dプリンターはプリントプロセス中に使用されるプラスチックから必然的に有毒な煙を放出します。また、ABSとナイロンフィラメントは高レベルのスチレンを放出します。スチレンは頭痛、疲労、眠気の原因となる化学物質で、大量に吸入・摂取されると長期的に発がん性があります。さらに、大型3Dプリンターを使用している場合、小型3Dプリンターより多くの換気が必要です。このため、安全と健康を守るために3Dプリンターには確実に換気が必要です。3Dプリンターエンクロージャーにエアエクストラクター、窓用ファン、空気清浄機を接続して活用できます。

3Dプリンターを適切に換気する方法

3Dプリンタープロフェッショナルは、大型3Dプリンターが放出する大量の有毒煙のため、適切に3Dプリンターを換気する必要があります。まず、ガレージのような広く開放的なスペースを3Dプリント用に選ぶのが有益です。3Dプリンターチャンバーをしっかり密閉し、プリント中に加熱空気がチャンバーから逃げないようにします。次に、密閉・気密チャンバーから外部へベントを接続します（閉鎖室で作業する場合）。また、高効率粒子状空気清浄機を設置して、換気システムから漏れ出る可能性のある少量の煙に対処できます。

3Dプリント煙を除去する方法

3Dプリントセッション中に排出される有害煙から健康を守るため、3Dプリント煙を除去する効果的な方法がいくつかあります。

a) 空気清浄機を使用する

自宅に3Dプリンターの保管・使用に十分なスペースがない場合、部屋に空気清浄機を設置して安全に3Dプリントできます。良い例は木炭空気清浄機です。活性炭清浄機は高炭素含有量を誇り、3Dプリント中の揮発性有機化合物と臭気を除去することで知られています。メーカーは効率を最大化するためにフィルター付きの小型空気清浄機を設計する傾向があります。何より重要なのは、空気清浄機が高効率粒子状空気を吸収することで動作し、プリント環境を有害煙から安全に保つことです。

b) 良いプリント場所を選ぶ

ガレージや作業場のような開放的なスペースが3Dプリント活動に最適な場所です。広い3Dプリント環境では煙がより大きな環境に容易に拡散し、危険性は低くなります。これらのスペースは自宅から分離されているため、他の家族が3Dプリンター煙曝露から安全です。また、プリント騒音の影響も受けません。

c) 3Dプリンターエンクロージャーを使用する

市場にはエンクロージャー付き3Dプリンターが提供されています。したがって、エンクロージャー付き3Dプリンターを調達するか、地元で入手可能な安価な材料で自作エンクロージャーを作成できます。フィルター装備の気密エンクロージャーは3Dプリンターチャンバーを密閉し、プリント中に放出される超微細粒子と揮発性有機化合物を捕捉します。それでも、負圧エンクロージャーはプリントベッド温度を安定させ、高品質な3Dプリントパーツを実現します。

d) エアフィルター

3Dプリンターエンクロージャー内部のエアフィルターは、ろ過システムで汚染空気を吸収し、プリンター周囲の空気を安全な状態に保ちます。また、各プラスチックフィラメントタイプには特定のエアフィルターが必要です。幸い、市場にはエアフィルターの不足はありません。市場には2種類の一般的なエアフィルターがあります。

• HEPAエアフィルター（高効率粒子状空気）
• 活性炭エアフィルター

活性炭フィルターとHEPAフィルターはVOCとUFPの空気中への逃散を防ぎます。

e) エアエクストラクター

ツイン可逆気流エクストラクターを3Dプリンターに直接設置するのが有益です。エアエクストラクターは3Dプリンターの影響を最大化します。また、エアエクストラクターはプリンター周辺の加熱空気を吸い込みます。空気はフィルターを通過して有害粒子を除去されます。何より重要なのは、エアエクストラクターが除去した有害粒子を環境からの冷却空気で置き換えることです。

f) 煙排出

一部の3Dプリント愛好家は、煙を外部へ排出してプリント周辺から除去することを検討します。環境を汚染しない義務があることを忘れないでください。

PLAプリントに換気は必要か？

メーカーはトウモロコシやサトウキビのような天然植物でPLAフィラメントを作成します。PLAは3Dプリントプロセス中に甘い匂いの煙を生成します。このため、ホビーストは完全に呼吸可能だと誤解しがちです。しかし、200℃の高温下ではPLAはナノ粒子、VOC、UFPを放出します。したがって、PLAに換気システムを使用することを検討するのが有益です。好ましくはヒュームフード。そうは言っても、PLAは少ない煙を放出することを考慮すると最も安全なプラスチックフィラメントです。長期間吸入される少量の煙が健康問題を引き起こす可能性があることを忘れないでください。

自室に3Dプリンターを置くのは安全か？

3Dプリントフィラメントは高温にさらされると臭気と有毒煙を放出します。したがって、あなたの部屋、特に寝室での3Dプリントは推奨しません。しかし、HEPAフィルター付きの優れた換気システムを設置していれば可能です。ナノ粒子がプラスチック煙から部屋へ拡散するのを防ぐため、ヒュームフードや3Dエンクロージャーを設置してください。

樹脂3Dプリンターを屋内で使用できるか？

はい、可能です！ しかし、プロフェッショナルは低VOC・無臭の樹脂タイプの使用を強く推奨します。さらに、どれだけ排出が少なくても、煙排出のための効果的な換気ソリューションを設置する必要があります。特に、ほとんどのプロフェッショナルはリビングスペースではなく無人エリアでの樹脂プリンター使用を推奨しません。樹脂化学組成とSLA 3Dプリントプロセスでのユーザーの扱い方は刺激物と汚染物質を放出します。樹脂化学物質は皮膚と呼吸器系に刺激的です。このため、皮膚を樹脂に晒してはいけません。樹脂への皮膚曝露はアレルギーに発展する発疹を引き起こします。SLA 3Dプリントは樹脂煙を放出します。これらの煙が肺に入ると深刻な呼吸器問題を引き起こす可能性があります。同様に、メーカーから無毒タグがない限り、目や口を樹脂に晒してはいけません。樹脂は目や食品安全とは見なされず、重要な身体器官に永続的な害を容易に与えます。これらの理由で、SLA 3Dプリントで樹脂を使用する際は開放的な屋外スペースを選んでください。

3Dプリント樹脂の毒性はどの程度か？

SLA 3Dプリント技術は、FDM（熱溶解積層法）のような他の3Dプリント形式より速く製品を作成します。プロセスは、積層法で見られる層ごとの3Dモデル作成ではなく、UV光で液体樹脂を硬化させることを含みます。 しかし、UV樹脂は高毒性化学物質です。人間と周囲環境の両方に毒性があります。人間だけでなく、UV樹脂は動物と魚介類を宿す水生生態系にも有害です。特に、適切なグローブと推奨衣類を着用して物質との接触を制限してください。樹脂の化学的特性が致死的であることを覚えて、皮膚接触を制限してください。悲しいことに、ほとんどの人々は樹脂の毒性を知らず、危害に晒されています。水生生態系も有害な樹脂レベルからは免れません。樹脂は魚介類の神経系に深刻な干渉を与え、大量の海洋生物損失をもたらします。

結論

3Dプリンタープロフェッショナルは、3Dプリントプロセス中のプラスチックフィラメントとUV光による危険性についてホビーストを啓蒙する必要があります。FDMで使用されるプラスチックフィラメントとSLA 3Dプリントの樹脂は、ホビーストの安全と健康を損なう有害で高毒性の煙を放出します。適切な換気と意識的な樹脂廃棄は、3Dプリント学習時に必要な教訓です。