La température d’extrusion influe sur les particules émises pendant l’impression

Quel est l’effet de la température de la buse d’impression 3D sur l’émission de particules toxiques pendant le processus de fabrication ? C’est l’objet de la nouvelle recherche menée à l’Université Nationale de Séoul : une équipe de scientifiques a testé plusieurs polymères dits classiques – PLA, ABS et nylon – à différentes températures d’extrusion. Ils se sont rendus compte que plus celle-ci est élevée, plus le taux d’émissions de particules est important. La température d’extrusion est donc un élément capital à prendre en compte pour faire fonctionner son imprimante 3D FDM en toute sécurité. 

Nous vous en parlions pas plus tard que la semaine dernière : l’un des dangers liés à l’impression 3D FDM est l’émissions de particules potentiellement toxiques, ces composés organiques volatils (COV) qui peuvent représenter un risque pour la santé de l’utilisateur s’il est exposé trop longtemps. C’est pourquoi les fabricants recommandent l’utilisation d’une solution de filtration, ou encore de faire fonctionner leur machine dans un espace dédié. Mais qu’est-ce qui va influer sur ce taux ? Quels sont les facteurs à prendre en compte pour tenter de baisser les émissions ? On sait que le polymère utilisé aura un effet plus ou moins important sur la quantité de particules émises, mais aussi la température du plateau ou de la chambre. C’est d’ailleurs en partie pour cela que les fabricants recommandent des paramètres, que ce soit pour faciliter le processus d’impression et garantir une certaine sécurité. Les chercheurs coréens ont quant à eux voulu aller plus loin dans la détermination de ces facteurs en se penchant tout particulièrement sur la température, notamment celle de l’extrusion.

Crédits photo : Ultimaker

Quel est l’effet de la variation de la température d’extrusion ?

Les chercheurs expliquent qu’ils ont travaillé avec des machines dotées d’enceintes fermées pour ne pas avoir de fluctuations de températures et  mesurer avec précision le taux de particules. Ils ont testé 4 matériaux différents, du PLA, du nylon, de l’ABS et du PLA chargé en bois : chaque filament a été utilisé deux fois pour produire au total 8 cubes en faisant varier la température. Celle-ci était comprise entre 185°C et 290°C, avec des intervalles de 15°C à chaque fluctuation. 

Les scientifiques ont utilisé un calibreur de particules et un spectromètre optique de particules à intervalles d’une minute pour contrôler les émissions en temps réel à chaque température. Cela leur a permis de mesurer le nombre de particules par unité de volume ainsi que leur taille. Ils expliquent que ça leur a permis de déterminer les taux d’émission pour chaque filament à chaque température.

L’augmentation de la température entraîne une hausse du taux d’émission de particules

Les résultats obtenus sont assez clairs : à chaque fois que l’intervalle de température augmente, le taux d’émission de particules nocives augmente, et ce quelque soit le matériau utilisé. L’étude révèle que le taux est d’environ 107 à 109 particules émises par minute à une température basse alors qu’on est à 1 011 particules émises par minutes à la température la plus élevée. L’utilisateur doit donc veiller à minimiser tant que possible sa température d’extrusion pour garantir sa sécurité. Vous pouvez retrouver davantage d’informations ICI.

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