L’utilisation d’une imprimante 3D à filaments (FDM) est source d’émission de nanoparticules. Plus précisément, elles émettent en majorité des particules de 10 à 100nm. À titre de comparaison, les plus petites tailles de particules mesurées pour traiter la pollution atmosphérique sont les PM2,5 qui mesurent 2500nm.
Pour mesurer de si petites nanoparticules, nous utilisons des capteurs très performants comptant toutes les particules de 7 à 5000nm. Il s’agit des Compteurs de Noyaux de Condensation (CPC) qui grossissent les particules à l’aide d’un fluide condensé et permettent un comptage optique.
Notre filtre P3D est composé d’un média HEPA et de charbon actif. Il a été mis au banc de mesure pour vérifier ses capacités de filtration des nanoparticules d’imprimante 3D.
La norme EN1822 défini la classification des filtres par une classification des filtres EPA, HEPA et ULPA.
Un filtre certifié garanti une performance pour les particules autour de 300nm. Aucune garantie n’est apportée pour les particules de moins de 100nm et c’est pourquoi nous réalisons des mesures supplémentaires pour confirmer l’efficacité des filtres avec les émissions polluantes des imprimantes 3D.
Nous avons développé et construit un banc de mesure spécialement dédié à tester les performances de nos filtres. Un caisson d’imprimante 3D permet de contenir toutes les particules produites et de mesurer, avant et après filtration, la différence de concentration des nanoparticules à travers le conduit d’aspiration.
II. Quelle est la performance du filtre Alveo3D sur les particules d’imprimantes 3D ?
En considérant que le filtre HEPA 13 garanti une performance de 99,95% d’efficacité à 300nm selon la norme EN1822 et que nous générons essentiellement des particules de moins de 100nm en fabrication additive, il est nécessaire de tester la performance du filtre plus précisément.
Nous avons testé plusieurs types de média H13 et H14. L’équipe Alveo3D a sélectionné celui qui proposait le meilleur compromis entre résistance à l’air et performance de filtration. Notre filtre P3D est équipé d’un média H13 plissé en fibre de verre et imprégné de charbon actif.
Les mesures ont révélé une performance minimale de 97,30% et une performance maximale de 99,44% sur l’ensemble des particules jusqu’à 7nm. Ces résultats sont très satisfaisants sur un média HEPA qui n’est pas forcément efficace pour des particules de moins de 100nm. Le filtre P3D Alveo3D spécialement conçu pour l’impression 3D propose de bonnes performances pour la filtration des nanoparticules d’imprimante 3D.
III. Pourquoi existe-t-il une variation de performance du filtre ?
La variation de performance s’explique par le débit d’air du système de filtration qui va influer sur la vitesse du passage des particules dans le filtre. Une vitesse d’air plus lente permet au filtre de capturer plus de particules.
Elle s’explique aussi par la taille des particules à filtrer et plus elles sont grosses, plus le filtre sera efficace. La nature du filament et la température d’extrusion vont influencer la dimension de ces nanoparticules. Dans ces conditions le PLA sera moins émissif que l’ABS.
IV. Que se passe-t-il lorsque l’on utilise une imprimante 3D sans filtration d’air ?
Nous avons observé sur le banc de mesure de très rapides élévations de concentration. Cette concentration reste élevée sur une longue période avant de revenir à des niveaux plus proches de la pollution atmosphérique.
Lorsque le caisson est ventilé et filtré, ces pics de pollution s’atténuent et la durée d’exposition se trouvent fortement réduites. Ainsi, l’opérateur d’imprimante 3D pour accéder rapidement et en sécurité à l’intérieur de l’enceinte grâce au filtre HEPA P3D.
