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              3D打印有毒嗎?如何防范健康風險

              3D打印產(chǎn)業(yè)政策
              2020
              08/16
              21:10
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              南極熊導讀:3D打印(或增材制造)正在變得越來越重要,不再限于簡單3D打印塑料和金屬薄板,而更多地改變原型制作和生產(chǎn)過程。但是,3D打印有毒嗎?如何防范健康風險?



              Underwriters Laboratories研究所和佐治亞理工學院(Georgia Tech)的Chemical Insights發(fā)現(xiàn),許多臺式3D打印機在工作的時候,會產(chǎn)生可能影響人類健康的超細顆粒(UFP)和許多揮發(fā)性有機化合物(VOC)。

              超細顆??梢员晃氩⑸钊肴朔蜗到y(tǒng),引發(fā)肺部刺激、呼吸道和胸部不適,以及哮喘。長期接觸可能導致呼吸系統(tǒng)疾病和心血管疾病。接觸揮發(fā)性有機化合物,會導致頭痛,刺激眼和鼻子,引起類似流感的癥狀。當在小型或通風不良的房間(例如小型車間或單個工作站),以及具有多臺打印機同時運行,且通風控制不足的大型工業(yè)空間中使用3D打印機時,這些健康問題尤其值得注意。

              FDM線材、排放物和毒性

              研究發(fā)現(xiàn),不同的3D打印線材,產(chǎn)生的排放物和排放物的毒性會不同。其中大多數(shù)是化學成分已知的熱塑性塑料,但可能存在添加劑和其他雜質。研究顯示了與線材相關的一系列VOC:
              • 已發(fā)現(xiàn)丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)線材,會釋放超過175種不同的VOC,包括致癌物,如苯乙烯和二氯甲烷。
              • 聚乳酸(PLA)線材,會產(chǎn)生了50多種已確定的VOC,包括會影響眼睛、皮膚、呼吸系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的1-丁醇。但是,PLA的排放率遠低于ABS。
              • 尼龍線材發(fā)出一系列不同的低水平VOC。超過90%的揮發(fā)性排放物是己內酰胺,會影響眼睛、皮膚、肝臟、腎臟和呼吸系統(tǒng)、心血管和中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
              • VOC排放成分和總VOC排放水平取決于材料種類、溫度等。ABS和尼龍線材的超細顆粒和總VOC排放速率均高于PLA。


              以下解決問題的步驟,保護免受3D打印帶來的健康危害。

              • 操作時避免站在打印機附近或上方;
              • 將噴嘴溫度設置在建議溫度范圍的下限,同時又不會降低打印質量;
              • 使用3D打印機制造商特別推薦的材料;
              • 購買安全的3D打印設備和材料;

              此外,美國國家職業(yè)安全與健康研究所(NIOSH)建議:
              • 在打印機附近放置裝有高效微粒空氣(HEPA)過濾的局部排氣通風系統(tǒng);
              • 使用通風的機殼,或者密閉空間;
              • 將打印機放在通風櫥,或排到外面的通風孔;
              • 制定一套標準操作程序以減少暴露的可能性;
              • 禁止在打印車間附近飲食;
              • 使用個人防護設備,例如防熱手套或耐化學手套,安全眼鏡或面罩,實驗室工作服或工作服等;
              • 適當時考慮使用呼吸防護設備。
              • 設定標準


              盡管有一些保護工業(yè)環(huán)境中,針對特定​​VOC和總顆粒的工人職業(yè)標準和準則,但并未針對UFP,或3D打印排放物中發(fā)現(xiàn)的許多VOC。

              Chemical Insights與包括打印機制造商和用戶在內的一系列利益相關者合作,為測試和評估3D打印機的顆粒和化學物質排放,創(chuàng)建了美國國家標準。該研究集中于熔融長絲制造技術,但標準中介紹的方法也適用于其他打印機類型。

              標準ANSI / CAN / UL 2904包含排放量的測量和健康評估協(xié)議(《ANSI/CAN/UL Standard Method for Testing and Assessing Particle and Chemical Emissions from 3D Printers》https://www.shopulstandards.com/ ... spx?UniqueKey=35397),這些排放量可以從使用3D打印機和打印介質的打印應用程序釋放。雖然它適用于通常在學校、家庭、辦公室、圖書館和其他非工業(yè)室內空間中使用的打印機,但對制造工廠中的室內空氣的影響也可能適用。


              作者:瑪麗蓮·布萊克(Marilyn Black)博士是研究低劑量化學暴露對人體健康的影響的領導者,并致力于尋找減少化學暴露的方法,特別是在減少兒童化學暴露方面具有豐富的經(jīng)驗。她是Underwriters Laboratories的副總裁兼高級技術顧問。

              相關研究論文下載
              “ 消費級熔融沉積成型的3D打印機顆粒物排放的表征”“ 調查顆粒排放,消費級熔融沉積成型與對數(shù)正態(tài)分布,氣溶膠模型的3D打印機氣溶膠動態(tài) ”
              Characterization-of-particle-emissions-from-consumer-fused-deposition-modeling-3.pdf (1.9 MB, 下載次數(shù): 580) Investigating-particle-emissions-and-aerosol-dynamics-from-a-consumer-fused-depo.pdf (1 MB, 下載次數(shù): 566)


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