Alveo3D und ihr Luftfilter für 3D-Drucker

Alveo3D ist ein junges französisches Unternehmen mit Sitz in Savoyen, das ein Partikelfiltrationssystem für 3D-Drucker entwickelt hat. Ziel ist es, die toxischen Emissionen von Maschinen und damit das Risiko der Luftverschmutzung zu reduzieren, wenn sie in einer sehr schlecht belüfteten Umgebung betrieben werden. Denn langfristig können sie für die Gesundheit der Nutzer gefährlich sein. Diese Filter sind auf Gehäusen montiert, die ebenfalls vom französischen Startup entworfen wurden, und alle Kunststoffelemente sind in 3D gedruckt. Sie sind jetzt als Bausatz oder gebrauchsfertig erhältlich, mit Boxen, die an die Größe des 3D-Druckers angepasst werden können. Wir trafen Lucas Martini, den CEO von Alveo3D, um mehr über diese Lösungen zu erfahren, die unsere Gesundheit schützen sollen.

3DN: Können Sie sich und Ihre Verbindung zum 3D-Druck vorstellen?

Lucas Martini

Hallo, mein Name ist Lucas und ich vertrete FLEXEE SYSTEM, das Unternehmen hinter dem ALVEO3D-Projekt, das sich mit den Problemen der toxischen Emissionen von 3D-Druckern befasst. Wir sind 3 Partner bei diesem Projekt, welches  2018 initiiert wurde: Victor ist Industriedesigner, und Laurent ist Teamentwickler. Der 3D-Druck ist zu einem unverzichtbaren Werkzeug in unserem Arsenal für das Prototyping unserer Modelle und Demonstratoren geworden.

3DN: Warum haben Sie Alveo3D entwickelt?

Wir haben schon früh 3D-Drucker in kleinen Räumlichkeiten wie unserer Werkstatt oder direkt zu Hause eingesetzt. Wir sind uns durch Halsentzündungen, Augenkribbeln und dem beunruhigenden Geruch von geschmolzenem Kunststoff der potenziellen Gefahr bewusst geworden, die mit diesen Maschinen einhergeht. Wir kennen einige Hersteller, die die gleichen Symptome besonders bei der Verwendung von Thermoplasten wie ABS oder HIPS erwähnt haben. Einige sprachen von Kopfschmerzen und die Symptome waren in kleineren, weniger belüfteten Bereichen ernster. Die gleichen Beschreibungen wurden in Foren gefunden und einige Teilnehmer schlagen selbstgemachte Filtrationslösungen vor.

Beim Drucken können wir in der Tat mit zwei Arten von schädlichen Emissionen konfrontiert werden: toxische Gase in Verbindung mit flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) und Nanopartikel. Das war genug, um uns zu überzeugen, unseren Drucker mit einem Filtersystem auszustatten. Es wichtig, darauf hinzuweisen, dass es sich bei den toxischen Emissionen um ein langfristiges Risiko mit potenziellen chronischen Auswirkungen handelt. Schadstoffemissionen werden in geringen Konzentrationen in der Luft freigesetzt, und es ist die regelmäßige Anwesenheit eines 3D-Druckers, der schädlich sein kann. Sobald 3D-Drucker in schlecht belüfteten Bereichen eingesetzt werden, kann die Anhäufung von Nanopartikeln und VOCs ein Risiko der Luftverschmutzung darstellen.

Die Lösung besteht aus einem HEPA H13 und einem Aktivkohlefilter.

Das mit VOCs verbundene Risiko ist den Industrie- und Luftqualitätsbehörden bekannt. Einige Gase, die von Thermoplasten freigesetzt werden, gelten als krebserregend. Selbst PLA, das eine natürliche Basis hat, wird durch die Menge der zugesetzten Additive giftig. Andere Filamente wie POM setzen auf natürliche Weise Formaldehyd frei, und es besteht die Gefahr, dass beim Öffnen des Beutels der Filamentrolle giftige Luft eingeatmet wird. Bei Nanopartikeln ist das Risiko weniger gut definiert, aber wahrscheinlich ist es noch gefährlicher. Sie befinden sich im Körper, in den Organen und im Gehirn und sind vom menschlichen Körper schwer zu beseitigen.

Das CNRS [Frankreichs nationales naturwissenschaftliches Forschungszentrum] empfiehlt die Verwendung eines HEPA-Filters zur Behandlung von Nanopartikeln und von Aktivkohle zur Behandlung von VOCs. Wir haben nach bestehenden Filtrationslösungen gesucht und waren überrascht, dass es nur wenige Lösungen für den 3D-Druck für weniger als 150 Euro gab. Viele Maker stellen ihr eigenes Luftfiltersystem her, das sie auf das Gehäuse ihres Druckers legen, um die Luft anzusaugen und zu filtern, bevor sie sich in den Raum ausbreitet.

Die erste Version unseres Filtersystems wurde von Hand gefertigt. Ein HEPA-Filter, ein Aktivkohlefilter und ein 3D-Modell zur Positionierung auf unserer Druckerbox. Die Ergebnisse waren ermutigend, aber wir wollten sicher sein, dass wir effektiv mit allen toxischen Emissionen umgehen. Was als einfaches Zubehör für unseren 3D-Drucker gedacht war, entpuppte sich als echte Arbeit. Wir haben dann die Risiken aufgezeichnet, die mit den meisten Gasen verbunden sind, die wir während unseres Druckens finden konnten. Wir haben die Ergebnisse von Studien zur Freisetzung von Nanopartikeln zusammengefasst und festgestellt, dass die Filterung dieser winzigen Partikel von einigen Dutzend Nanometern einer weiteren Entwicklung bedurfte.

3 bis 4 Monate lang haben wir Dutzende von Filterkonfigurationen auf unserer Entwicklungsbox getestet. Wir haben mit europäischen und chinesischen Herstellern zusammengearbeitet, um die richtige Kombination für die Filterung von VOCs und Nanopartikeln zu finden. Wir wollten, dass unsere Arbeit für alle Benutzer zugänglich bleibt, denn es gibt keinen Unterschied zwischen Anfängermaschinen und professionellen 3D-Druckern, was die Gefahren angeht.

3DN: Wie funktionieren Alveo3D Luftfilter? Was hate es mit den Boxen auf sich?

Alveo3D Filterboxen wurden entwickelt, um in 3D gedruckt zu werden, mit einfacher Bedienung und einfachem Austausch der Filterpatronen. Sie kombinieren einen leistungsstarken Hochdruckventilator mit einer Filterpatrone, die speziell für die Bekämpfung der schädlichen Emissionen des FDM 3D-Drucks entwickelt wurde. Dieses Filtersystem beinhaltet eine Aktivkohle-Seite, die es ermöglicht, ein breites Spektrum an VOCs zu filtern.

Wir werden oft nach der Lebensdauer unserer Filter gefragt, aber die Antwort hängt von vielen Faktoren ab, wobei die Hauptfaktoren Druckzeit, Filamenttyp und Extrusionstemperatur sind. Als Vorsichtsmaßnahme empfehlen wir 600 Betriebsstunden. Es es geht hier hauptsächlich um die Aktivkohle. Wenn diese gesättigt ist, lässt sie alle VOCs passieren, und deshalb ist es wichtig, seinen Filter regelmäßig zu wechseln, bevor er die Sättigung erreicht. Die 600 Stunden Filterarbeit entsprechen etwa einem Wechsel alle 6 Monate für Drucker, die gelegentlich arbeiten, und alle 3 Monate für Drucker, die regelmäßig arbeiten.

Unsere Filtersysteme sind auf einer 3D-Druckerbox montiert. Es ist ein unverzichtbares Werkzeug, um Ihre Geräte zu schützen und erfolgreich zu drucken, insbesondere bei einigen schwieriger zu druckenden Kunststoffen wie ABS. Außerdem reduziert es die Maschinengeräusche. Vor allem aber ist es möglich, alle Dämpfe einzufangen, auch nach dem Abkühlen des Kunststoffs. Wir haben eigentlich 3 Ziele: eine stabile Umgebungstemperatur zu halten, die negativen Auswirkungen des Verziehens zu begrenzen und die Luft als Ganzes filtern. Wir fertigen maßgeschneiderte Gehäuse, die auf die Abmessungen der einzelnen Drucker abgestimmt sind. Die Struktur besteht aus einem einem Aluminiumrahmen und Wänden aus Plexiglas oder Polycarbonat. Die Boxen sind mit unserem Filtersystem ausgestattet und wir können verschiedene Zusatzoptionen nach den spezifischen Bedürfnissen unserer Kunden hinzufügen.

Schließlich werden, wie gesagt, alle Kunststoffteile unserer Boxen in 3D gedruckt, was es uns ermöglicht, kontinuierliche technische Verbesserungen vorzunehmen, aber auch die endgültige Lösung anzupassen. Sie sind als Bausatz oder gebrauchsfertig erhältlich.

Inzwischen wurden zwei Modelle entwickelt. Das alveoONE-Filtermodell wird mit einem Kasten verwendet, der mit einem Lufteinlass ausgestattet ist, der nicht abgedichtet werden muss. Er saugt Luft durch ein leichtes Vakuum in das Gehäuse und leitet saubere Luft ab. Dies ist geeignet für den Druck gängiger Thermoplaste, PLA, ABS, PETG, ABS…. Das alveoONE-R Filtermodell wird mit einem wasserdichten Gehäuse verwendet und arbeitet mit interner Wiederaufbereitung. Wenn Sie eine Umgebung über 40°C benötigen, ermöglicht diese Art der internen Wiederaufbereitung einen höheren Temperaturanstieg.

Die Filter sind an einer Kammer montiert.

3DN: Sind sich die Anwender Ihrer Meinung nach dieser Gefahren des 3D-Drucks bewusst?

Wir haben eine kleine Studie zu diesem Thema durchgeführt, und nach unseren Ergebnissen ist sich die Hälfte der Nutzer der Risiken nicht bewusst. Sowohl für Fachleute als auch für Einzelpersonen kommt das Bewusstsein nach einigen Anwendungen, wenn schlechte Gerüche und Irritationen auftreten. Die Implementierung von Sicherheitsmaßnahmen ist noch nicht automatisch. Einige von ihnen sind jedoch der Ansicht, dass der Einsatz von PLA ausreicht, um sie vor toxischen Emissionen zu schützen. Obwohl PLA weniger schädlich ist als andere Thermoplaste, ist es dennoch mit Additiven belastet, durch welche es verschiednen technische Eigenschaften erlangt. Es kann daher bei der Verwendung giftig sein. Eine der Aufgaben von Alveo3D besteht darin, Informationen über Sicherheitsrisiken und bewährte Verfahren bereitzustellen.

Die Kammern sind personalisiert.

3DN: Was sind die zukünftigen Projekte von Alveo3D?

Wir haben für die kommenden Monate mehrere Entwicklungsbereiche. Bis Ende Juli sollten wir in der Lage sein, unsere ersten V2-Elektronikkarten zu liefern. Sie dienen zur Steuerung der Filtergehäuse und zur Überwachung des Filterverschleißes. Außerdem bereiten wir ein speziell für Unternehmen entwickeltes Modell vor, den alveoONE PRO. Es wird ein Filtersystem sein, das in der Lage ist, die Luft von 2 Druckern gleichzeitig zu behandeln, oder ein Großvolumendrucker mit einzeln getesteten und zertifizierten Filtern. Wir entwickeln einen Service für die automatische Lieferung neuer Filter und die Sammlung gebrauchter Filter.

3DN: Ein paar letzte Worte an unsere Leser?

Wir haben noch einige Projekte geplant. Aber wir müssen auch die aktuelle Nachfrage und Entwicklung für 2019 einkalkulieren. Unsere verschiedenen Lösungen finden Sie auf unserer Website HIER.

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