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UL 요약 레포트, 레진소재 3D프린터의 입자와 화학물질 배출 보고서
2021-07-30 13:25:27


얼마전에 미국의 안전규격 개발기관이자 인증기관인 UL(Underwriters Laboratories)의 연구기관인 Chemical Insights 가 레진 소재를 사용하는 SLA, DLP 방식 같은 3D프린터들에서 배출되는 입자와 화학물질에 대한 요약 레포트를 발간하였습니다.

저희 3D그루가 작년에 FFF/FDM방식의 3D프린터를 학교에서 안전하게 사용하는 것에 대한 글에서도 이 기관에서 테스트하여 미국의 학교에 배포한 가이드라인에 대해서 소개를 해드린적이 있었습니다.


이 보고서는 ANSI/CAN/UL 2904.1에 따라 후가공처리 뿐만아니라, 데스크탑 SLA 3D 프린터로 출력중 입자 및 화학 물질 방출에 대한 예비 조사 결과를 제공합니다. SLA 3D 프린팅의 배출량은 동일한 테스트 방법을 사용하여 FFF 3D 프린팅으로 이전에 얻은 결과와 비교를 합니다.


측정방법은 3D 프린터를 중앙에 배치된 1m3 의 노출 챔버에서 방출량 측정이 이루어졌습니다. 출력 프로세스가 시작되기 전에 프린터를 31°C로 가열한 다음 전체 프로세스 동안 프린터 챔버가 닫힌상태에 4시간 동안 출력했습니다. 후 처리에는 세척 및 경화 과정이 포함되었습니다. 세척 장치는 이소프로필 알코올(IPA) 세척 시약을 이용하였습니다. 덮개는 출력물을 로드하거나 내릴 때만 열려 있었습니다. 세척 처리 시간은 15분입니다. 경화 장치는 파장 405 nm 를 사용하였고, 경화시간은 10분이었습니다.


조사 결과는 입자 배출량은 매우 제한적이지만 휘발성유기화합물(VOC) 배출량은 매우 높은 것으로 나타났습니다. SLA 3D 프린팅의 총 VOC 배출량은 FFF 3D 프린팅의 평균 배출량보다 3~6배 더 높았습니다. 배출되는 개별 VOC는 출력 기술과 재료의 차이로 인해 FFF 3D 프린팅으로 측정한 것과 차이가 있었습니다.


첫번째로 입자 방출입니다.

후처리 공정을 포함하여 SLA 3D 출력에서 발생하는 입자 배출량은 매우 낮았습니다(Figure 1). 입자 농도는 챔버 배경 농도의 수준과 비슷했습니다. 연구된 모든 공정에서 최대 입자 수 농도는 100cm-3 미만이었습니다. 일반적으로 동일한 챔버 조건에서 FFF 3D 프린터의 경우 103 – 105cm-3이었습니다.


 

두번째로, 휘발성유기화합물(VOC) 배출입니다.

TVOC 결과는 아래 그림 Figure 2에 열가소성 재료를 사용한 32가지 테스트를 포함한 이전에 연구한 FFF 3D 인쇄의 TVOC 데이터 통계와 함께 나와 있습니다. 모든 공정에서 발생하는 TVOC 배출 속도는 ANSI/CAN/UL 2904 (10.4mg/h)에 열거된 최대 허용 배출 기준 미만입니다.


 

 

출력중에 검출된 개별 휘발성유기화합물(VOC)은 40개, 세척 과정에서 34개, 경화과정에서 42개였습니다. 농도 수준과 작동 시간의 차이로 인해 본 연구의 공기 샘플링은 FFF방식 3D 프린팅에 비해 적었습니다. 배출량이 가장 높은 상위 5개 화학물질은 아래 그림 Figure 3과 같으며, 출력, 세척, 경화 공정의 VOC 배출 총량에서 각각 88%, 100% 및 91%를 차지합니다.

 

이 레포트에서 우려하는 것은 건강 관련 규정 및 지침에 나열된 휘발성유기화합물이라고 합니다. 좀 더 자세한 내용은 원문을 참고하시기 바랍니다.

 

이 레포트는 실험조사 결과를 발표한 것이므로, 안전한 출력 환경구축등에 대한 내용은 없습니다. 저희 3D그루도 안전환경 등에 대한 전문성이 있는 기관이 아니므로 공신력을 가지고 말씀드릴수는 없습니다. 하지만, 경험상 3D프린팅시에 공기 환기가 잘되는 것이 중요한 것 같습니다. 항상 환기가 잘되는 환경에서 안전하게 3D프린팅하시기 바랍니다.


원문) Particle and Chemical Emissions from a Vat Photopolymerization 3D Printer


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