研究人員開發出處理3D印表機廢氣新系統

桌面3D列印帶來的一個問題是該過程產生的潛在有害顆粒的數量。在一篇題為「用於桌面3D印表機的智能廢氣處理系統」的論文中，一個研究團隊討論了他們是如何開發一個系統來對桌面3D印表機進行吸附和催化的。

該系統由數字通用粒子濃度感測器、微控制器和直流電機組成。粒子濃度感測器檢測3D印表機中微粒濃度是否超過對人體有害的最低臨界值。

研究人員解釋道：「通過電路將檢測到的微粒濃度與預先設定的濃度限值進行比較。」如果濃度超過上限，則電機開啟；如果低於下限，則電機關閉，如果用戶在特殊情況下需要手動干預和調整，可以通過外部開關手動控制以實現空氣處理器開關。

溫度採集電路模塊實時監測3D印表機的內部溫度。還包括顯示電路模塊和電機控制電路模塊。

「本系統中單片機的主要任務是完成粒子濃度採集模塊採集的數據的控制和處理，並與預設的標準值進行比較，」研究人員繼續說。「當該值大於標準值時，控制電機將被打開。主程序首先完成初始化，然後啟動粒子濃度採集模塊並執行相應的輸出操作。系統軟體流程主要分為系統初始化、數據採集、數據處理三部分。

對於3D印表機的排氣，吸附平衡常數較小，吸附前必須冷卻。在將解吸濃縮廢氣加熱到一定溫度後，它催化二氧化碳和水，並在冷卻後排放。所述廢氣處理設備包括吸附-解吸裝置和催化燃燒器。

吸附墊3填充形狀吸附劑，氣體通過吸附區進行吸附凈化。少量的熱風吹過解吸區，揮發性有機物(VOCs)被強制解吸，吸附劑再生。用少量低溫氣流冷卻吸附劑的脫附，保證吸附區的吸附效果。

研究人員總結說：「桌面3D列印工作過程產生的廢氣含有固體顆粒和有害氣體，這將對環境和人類造成一定的損害。」本文雖然適用於FDM台式3D印表機，但也可應用於SLA和SLS等其他台式3D印表機，並開發了一種基於51單片機智能耦合吸附脫附和催化燃燒的吸附催化燃燒複合反應器，實現了三維列印。廢氣的無害化處理填補了3D列印廢氣處理的空白，極大地拓展了桌面3D印表機的應用範圍。

論文作者包括蔡立剛、李樹樂、程強、劉志峰、崔偉和傅惠榮

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