Tra particelle fini, composti organici volatili (COV) e fumi derivanti da alcuni materiali, il tema della tossicità delle stampanti 3D richiede un approccio serio, basato sui fatti e senza eccessiva drammatizzazione. Come spesso accade nella produzione digitale, tutto dipende principalmente dal contesto d’uso, dai materiali e dalle buone pratiche.

Questo articolo fa il punto sulla natura delle emissioni nella stampa 3D, sui materiali più interessati e sulle soluzioni pratiche per ridurre efficacemente i rischi in tutti i tipi di tecnologie.

Particelle fini, COV, fumi: di cosa stiamo parlando realmente?

Quando si parla di emissioni di particelle, spesso vengono confusi diversi fenomeni distinti. Tuttavia, hanno origini e impatti differenti.

Particelle fini e ultrafini

Le particelle fini sono minuscoli frammenti solidi o liquidi sospesi nell’aria. Nella produzione additiva, si parla soprattutto di particelle ultrafini, invisibili a occhio nudo, generate durante il riscaldamento e l’estrusione dei polimeri.

Queste particelle vengono emesse principalmente quando il materiale passa attraverso l’ugello ad alta temperatura. Più alta è la temperatura, maggiore è la quantità di particelle prodotte. La loro dimensione estremamente ridotta consente loro di rimanere sospese nell’aria per lungo tempo.

Composti organici volatili (COV)

I COV sono sostanze chimiche che evaporano facilmente a temperatura ambiente. Nel contesto della stampa 3D, provengono dalla degradazione termica di alcune plastiche.

A differenza delle particelle fini, i COV sono gassosi. Sono responsabili degli odori caratteristici percepiti durante l’uso di alcuni materiali.

Non tutti i materiali emettono gli stessi COV, e certamente non nelle stesse quantità.

Fumi visibili

In alcuni casi, soprattutto con temperature eccessive, materiali caricati o impostazioni non adeguate, è possibile osservare leggeri fumi. Questi corrispondono generalmente a un’elevata concentrazione di particelle e composti gassosi.

Livelli reali di tossicità dei materiali

Materiali standard: rischio limitato in ambienti ventilati

In una stanza correttamente ventilata, i materiali più comuni utilizzati nella produzione additiva presentano un basso livello di rischio per un uso normale.

I polimeri più diffusi, come il PLA, se stampati in condizioni termiche adeguate, generalmente non comportano problemi in un ambiente arieggiato. Gli studi dimostrano che le concentrazioni rimangono ben al di sotto delle soglie preoccupanti finché l’aria viene rinnovata.

Spesso è la mancanza di ventilazione, combinata con sessioni lunghe e ripetute, a trasformare una situazione innocua in un’esposizione cronica.

Materiali che richiedono maggiore attenzione

Alcuni materiali richiedono precauzioni aggiuntive a causa della loro composizione chimica o della temperatura di estrusione più elevata.

• ABS e ASA: questi polimeri tecnici emettono più COV, in particolare stirene. L’uso senza contenimento o filtrazione non è consigliato in spazi chiusi.
• Nylon tecnici: i poliammidi, in particolare quelli rinforzati, richiedono alte temperature che favoriscono l’emissione di particelle ultrafini.
• Filamenti compositi: i materiali caricati con fibre (carbonio, vetro, metalli) giustificano una filtrazione efficace per un uso regolare.

È importante sottolineare che il pericolo non deriva solo dal materiale, ma anche dalla frequenza di utilizzo, dalla durata dell’esposizione e dal volume della stanza.

Ridurre efficacemente le emissioni: soluzioni pratiche e accessibili

Creare un’area dedicata e ben ventilata

La prima barriera resta la più semplice: l’ambiente.

Posizionare una macchina in una stanza dedicata e correttamente ventilata riduce già drasticamente l’esposizione. Una ventilazione naturale o meccanica regolare è spesso sufficiente per mantenere concentrazioni molto basse.

In ambienti professionali o educativi, questo approccio è quasi sempre raccomandato prima di qualsiasi soluzione più tecnica.

Sistemi di filtrazione: una risposta efficace e misurabile

Filtrazione integrata nella stampante

Sempre più macchine integrano moduli che combinano filtri HEPA e carbone attivo. Queste soluzioni offrono una riduzione significativa di particelle ultrafini e COV, a condizione che la tenuta del vano sia adeguatamente controllata.

Gabbie e soluzioni di filtrazione dedicate

Le soluzioni esterne di contenimento e filtrazione rappresentano oggi l’approccio più completo. Consentono di catturare le emissioni direttamente alla fonte, prima che si diffondano nell’ambiente.

Alcune soluzioni sviluppate da Alveo3D, come i cabinet tipo PrinterCase o i sistemi di filtrazione autonomi, si basano su studi scientifici per ottimizzare la cattura di particelle fini e gas.

Stampa con resina: rischi diversi ma controllabili

A differenza del FDM, la tecnologia a resina non si basa sulla fusione termica di un polimero solido. Le emissioni sono quindi diverse, ma non assenti.

Cosa è davvero problematico

Le resine fotopolimeriche liquide possono irritare al contatto diretto e rilasciano vapori durante la stampa e le fasi di post-processing. Questi vapori non sono necessariamente pericolosi a basse dosi, ma un’esposizione ripetuta senza protezione può causare disagio e sensibilizzazione.

La pulizia dei pezzi e la manipolazione della resina non polimerizzata sono le fasi più delicate.

Buone pratiche essenziali

• Utilizzare una macchina chiusa o un cabinet adeguato
• Assicurare una ventilazione efficace
• Usare sistemi di filtrazione per i vapori di resina
• Indossare guanti e maschera durante la manipolazione

Le soluzioni compatte di filtrazione consentono di catturare efficacemente le emissioni senza trasformare il laboratorio in un laboratorio chimico.

Incisione e taglio laser: un altro tipo di emissioni da considerare

I laser cutter generano un tipo di inquinamento completamente diverso, spesso più visibile.

Perché il taglio laser emette di più

La combustione o la pirolisi dei materiali libera grandi quantità di fumo, particelle e gas. Queste emissioni dipendono fortemente dal materiale lavorato e dalla potenza utilizzata.

Alcuni materiali producono fumi irritanti o persino tossici se non filtrati correttamente.

Filtrazione ed estrazione: necessità, non lusso

Nel caso del laser, la filtrazione non è un optional, ma una necessità.

I sistemi di filtrazione ad alte prestazioni a più stadi trattano efficacemente fumo, odori e particelle, rendendo l’uso in ambienti interni più sicuro e confortevole.

Il SafetyPro AP2 e il AP2 Max filtrano fumo, particelle e gas prodotti dal taglio e incisione laser. L’AP2 Max, più potente, è adatto a un uso intensivo, mentre l’AP2 è indicato per volumi più piccoli. Questi sistemi migliorano la qualità dell’aria interna oltre alla ventilazione e alla scelta accurata dei materiali.

Conclusione: un approccio ragionevole e responsabile alla produzione digitale

La produzione digitale nel complesso non è né innocua né pericolosa di per sé. Come qualsiasi tecnologia, richiede comprensione dei fenomeni coinvolti e adozione di buone pratiche.

Particelle fini, COV e fumi non devono essere ignorati, ma possono essere efficacemente controllati con ventilazione adeguata, materiali selezionati con criterio e sistemi collaudati di contenimento e filtrazione.

Invece di cedere alla paura o alla negligenza, l’approccio più sano rimane bilanciare prestazioni, sicurezza e comfort d’uso. Solo così la produzione additiva si integrerà in modo sostenibile in laboratori, scuole e ambienti professionali.