金屬激光或等離子體處理等都會對人體和環境帶來潛在危險。研究人員設計出一種“全能”過濾系統，或將使我們擁抱更安全的增材制造過程、助力更“潔凈、安全”的生產。

研究初衷

金屬激光或等離子體處理會帶來多種多樣的潛在危險和有毒污染物，不僅是對于操作者本身而言，對于其所處的環境而言亦是如此。如何才是擁抱更安全的激光加工操作一直是所有科研人員和從業人員孜孜以求探索的重要命題，如今，我們求解有望！

弗勞恩霍夫IWS公司的研究人員使用多重吸附系統來研究氣體的競爭吸附行為，以找到合適的過濾物質。來源：Jürgen Jeibmann/Fraunhofer IWS

用激光或等離子體處理金屬時，會釋放出微粒和有害氣體以及物質。金屬加工公司在工作場所通常使用抽氣和通風系統清除這些物質。如果做不到這一點，員工應佩戴防護口罩。弗勞恩霍夫IWS公司氣體和顆粒過濾的經理Jens Friedrich說：“隨著生產變得越來越自動化，人們對排放保護的關注越來越少，因為人們在工廠里的時間相對縮短。但是員工仍不可避免必須進入工廠進行維護、維修、監控產品質量等。在這種情況下，員工并不清楚他們所處的空氣到底有多‘臟’。而這正是我們研究此系統的初衷所在。”

他補充道：“在電池的生產和回收過程中，人們越來越需要能夠從空氣中去除各種物質的過濾系統。因為電池使用鎳、錳和鈷等金屬，即使在極低的劑量下，這些金屬也會形成對健康有害的化合物。”

弗勞恩霍夫材料和光束技術研究所(IWS)與合作伙伴一起開發了一種過濾系統，可有效去除空氣中的這些有害物質。過濾器具有“普適性”——可以適應不同情況下釋放的各種材料和物質。未來，該技術將用于增材制造等其他應用。

無所不能

作為公共資助項目的一部分，弗勞恩霍夫IWS公司與其他多家公司一起開發了一個過濾系統，該系統可以清潔生產車間的空氣，同時有效地結合多種污染物。

我們現在普遍采用的是活性炭過濾系統，可以消除揮發性有機化合物。然而，像甲醛、氮氧化物和硫化合物等物質也經常在金屬加工公司和車間里出現。激光焊接還會釋放金屬或焊接材料的微粒。到目前為止，還沒有一種系統能夠同時、高效地去除空氣中的所有物質。

作為MultiFUN項目的一部分，該團隊首次開發了這種靈活、高效、全面的過濾系統。它由一些可調節模塊組成。每個過濾層都包含一個專門設計用于從環境空氣中去除特定物質的過濾介質。除了活性炭，過濾系統還使用沸石和多孔聚合物，比如所謂的金屬-有機框架(MOF)。

多種過濾物質

ULT公司宣傳頁

為了找到合適的過濾物質，IWS研究所的研究人員首先在實驗室測試了一系列物質，看看它們對各種空氣污染物的吸附效果如何。然后，最佳過濾介質被集成到過濾器系統原型中（該原型德國ULT公司制造）。

最佳吸附劑被集成到過濾系統中。Opimal吸附劑集成到過濾系統中。

與傳統過濾系統相比，該系統的一個顯著特點是其傳感器監控——可以自動檢測過濾介質何時處于“飽和”狀態、以便及時更換。不同過濾等級和污染物等級，由彩色發光二極管分別顯示。這意味著只需要更換“飽和”的過濾器級別。

IWS公司目前正與多家公司合作開發一種新系統，專門用于過濾增材制造過程中釋放的污染物和物質。