Občas se k nám dostane otázka, jestli je vhodné používat tiskárnu v obýváku, studovně a podobných prostorách. Zas tak moc nás to nepřekvapuje – bavíme se o stroji, který funguje na principu tavení plastů. A když se plast zahřeje a změkne, mohou se z něj do vzduchu uvolňovat určitá množství těkavých organických látek (VOC – volatile organic compounds) a ultrajemných částit (UFP – ultrafine particles). Jak se tedy dá posoudit, jestli je to bezpečné, když na trhu přeci není žádný výrobce spotřebitelských 3D tiskáren, který by pro své výrobky měl k dispozici patřičnou certifikaci a měření – až na nás!
V kostce:
Original Prusa MK4S (a MK4) v kombinaci s Prusamenty PLA a PETG, jsou jedinými spotřebitelskými 3D tiskárnami s mezinárodně uznávanou certifikací UL 2904 GREENGUARD, která potvrzuje splnění přísných bezpečnostních standardů pro VOC a UFP. Takže pokud vám emise dělají starosti a potřebujete tiskárnu domů, do kanceláře nebo do školy, toto je potvrzená sázka na jistotu.

 
Certifikát GREENGUARD, vydávaný společností UL

Co jsou to VOC, UFP a co znamenají pro běžného uživatele?

VOC (volatile organic compounds – těkavé organické látky) jsou skupina organických sloučenin s nízkým bodem varu a vysokým tlakem par i za pokojové teploty, což umožňuje jejich molekulám se uvolňovat do ovzduší. Tato skupina zahrnuje celou řadu organických chemických látek, z nichž některé jsou nejen bezpečné ale dokonce užitečné (např. různé vůně nebo látky kterými mezi sebou komunikují rostliny a hmyz atd.), ale jiné mohou představovat nebezpečí pro lidské zdraví nebo životní prostředí. A je asi jasné, proč chceme řešit právě těkavé organické látky nebezpečné pro lidské zdraví. Tyhle rizikové chemické látky mohou mít všemožné negativní účinky – od bolesti hlavy, závratí a dýchacích potíží až po některá chronická onemocnění včetně rakoviny. A u dětí může být tenhle seznam zdravotních problémů ještě obsáhlejší, protože jejich organismus je stále ještě ve vývoji a těkavé organické látky mohou způsobit poškození jejich imunitního a neurologického systému.

Co se týče UFP (ultrafine particles), tak to jsou částice, které se pohybují ve velikostech menších než 0,1 μm v průměru. Mohou být na bázi uhlíku nebo kovů a díky své velikosti mohou proniknout i hluboko do plic, a odtamtud se dostat do krevního oběhu. Mohou způsobovat různá plicní onemocnění, přivodit srdeční choroby a další zdravotní problémy. Tyto nebezpečné chemické látky mohou být používány při výrobě různých výrobků, ze kterých se pak uvolňují do ovzduší – například při vysokých teplotách. Jejich toxicitu lze bez specializovaného vybavení jen těžko odhadnout, protože některé z nich mohou být jak bez zápachu, tak bez zjevných fyziologických účinků na lidský organismus. A to je něco, s čím pomáhá společnost UL a jejich certifikace GREENGUARD.

Srovnání velikosti částic. Zdroj: United States Environmental Protection Agency (USEPA).

K čemu je certifikace UL GREENGUARD?

Hlavním cílem certifikace UL GREENGUARD je posoudit, zda je výrobek bezpečný, a to na základě identifikace a měření množství VOC a UFP, které se z něj uvolňují. V našem případě se testovalo podle kritérií normy UL 2904 , která se vztahuje na 3D tiskárny a materiály pro 3D tisk. Tuto normu společnost UL vyvinula na základě požadavků Amerického národního standardizačního institutu (ANSI) a Kanadské rady pro standardy (SCC). Norma poskytuje systematickou zkušební metodu vhodnou pro stolní 3D tiskárny a vztahuje se především na měření emisí z 3D tiskáren ve školách, kancelářích, knihovnách a dalších neprůmyslových vnitřních prostorách, kde nemusí být zajištěno řádné větrání. Emise vybrané normou UL 2904 se měří pro ultrajemné, jemné a hrubé částice, přičemž se měří koncentrace, velikost částic a počet uvolněných částic za hodinu. Celá série testů se pak provádí v kontrolovaném prostředí – to zahrnuje zkušební komoru, systém přívodu čistého vzduchu a další kritéria, která musí celá sestava splňovat.

3D tiskárna Original Prusa MK4 při měření v environmentální komoře v prostorách UL (USA)

Výstupem testu jsou naměřené a vypočtené úrovně expozice VOC a UFP, kritéria maximální přípustné míry emisí pro VOC a celkové emise částic. Po zohlednění podrobných modelů prostředí se rozhodne, zda tiskárna a materiál splňují konečná kritéria, a jsou tedy vhodné pro použití v neprůmyslových vnitřních prostorách.

Společnost UL testovala naše 3D tiskárny Original Prusa MK4 a MK4S spolu s Prusamenty PLA a PETG, což jsou ty nejčastěji používané. Jak tiskárny, tak materiály testy prošly s vynikajícími výsledky a zde si můžete prohlédnout certifikát o shodě.

K čemu je dobré mít naše 3D tiskárny a filamenty certifikované?

Mít certifikaci UL GREENGUARD je pro nás obrovský skok vpřed. Ostatně – diskuze o potenciálním nebezpečí emisí VOC a UFP při tisku vždy rezonuje celou komunitou. Lidé si většinou nejsou jisti, jestli to je bezpečné, nebo ne, protože nemají nic, podle čeho by mohli stanovit míru (ne)bezpečí. Navíc se emise VOC a UFP mohou u jednotlivých filamentů a tiskáren značně lišit, protože existuje celá řada proměnných v teplotách tisku, součástkách 3D tiskárny, pigmentech filamentů, příměsích atd. Zkrátka nejde jen tak odhadnout, jestli je ta která kombinace bezpečná, nebo ne, pokud není řádně otestovaná.

A nám záleží na bezpečnosti našich výrobků jak z hlediska každého, kdo je používá, tak i všech z našeho týmu, kteří se na výrobním procesu přímo podílí. S certifikátem UL GREENGUARD máme k dispozici spolehlivý důkaz o splnění bezpečnostních kritérií, měřený nezávislou třetí stranou – společností UL. To může být obzvlášť užitečná informace když hledáte tiskárnu, která se bude používat ve veřejném prostoru. Třeba ve škole, knihovně nebo kdekoliv jinde, kde je bezpečnost naprosto zásadní.

Pracujeme také na certifikaci našich dalších tiskáren. Je to sice zdlouhavý proces, ale ohledně výstupu jsme optimističtí. Například v případě našeho XL se používají stejné materiály a Nextruder, pouze rozdílná kinematika.
Když teď víte, že certifikát platí při použití našich Prusamentů PLA a PETG, možná si říkáte, jak jsou na tom ostatní populární materiály, jako je PC, Flex, ABS, ASA, PP, PVB a další unikátní kompozity a blendy. Když dojde na tisk ABS, ASA, HIPS, PA, určitě byste měli použít enclosure s přidaným HEPA filtrem.
Co se Prusamentů týče, tak tam každý nový materiál důkladně testujeme než ho pustíme dál do výroby. A jedním z témat, která v poslední době v komunitě rezonovala, byly filamenty plněné uhlíkovými vlákny a jejich možná zdravotní rizika, která s nimi mohou být spojena. Abychom si mohli být opravdu jistí, že naše uhlíkovými vlákny plněné Prusamenty jsou bezpečné, spolupracovali jsme se Státní zdravotním ústavem na testování podráždění kůže, cytotoxicity a limitů částic v ovzduší a naplno jsme s jejich výrobou začali až když se jejich bezpečnost oficiálně potvrdila. Víc si o tom můžete přečíst v Pepově tweetu níže.

TLDR – our @Prusament filaments with carbon fibers and prints made of them are safe ✅ The National Institute of Public Health used two methods of measurement. The skin irritation (image 1) and cytotoxicity (image 2) tests involved 30 volunteers (aged between 29 and 70 years) wearing prints made of PCCF and PA11CF materials taped to their skin.

The other test focused on airborne particles (image 3), measuring dust levels during production and printing with these materials. The results from the dust measurement were well below the established exposure limits.

— Josef Prusa (@josefprusa) August 4, 2024

A závěrem: určitě nic nezkazíte, když budete pořád dodržovat obvyklá preventivní opatření, například řádné větrání.
Tisku zdar!