新研究揭示3D打印健康風(fēng)險(xiǎn) — PLA材料相對(duì)更安全

3D打印究竟是否對(duì)健康有害？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，伊利諾伊理工學(xué)院和德克薩斯大學(xué)早在2013年就進(jìn)行了一項(xiàng)有限的研究。結(jié)果顯示，常見(jiàn)的3D打印材料 — ABS和PLA的確會(huì)在3D打印過(guò)程中釋放出一些有害健康的物質(zhì)。最近，他們又進(jìn)行了一項(xiàng)更深入的研究，而得到的結(jié)果更加糟糕 — 在有限空間內(nèi)使用特定線材進(jìn)行3D打印，空氣中的可致癌顆粒水平會(huì)明顯提高。

目前，科學(xué)家們已經(jīng)將這項(xiàng)研究寫(xiě)成了論文《在桌面級(jí)3D打印機(jī)上使用多種線材時(shí)超細(xì)顆粒與揮發(fā)性有機(jī)化合物的散發(fā)》，發(fā)表到了最新一期的《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志上�！叭藗兌贾�道桌面級(jí)FDM打印機(jī)在工作時(shí)的確會(huì)散發(fā)出氣體和顆粒，”論文作者Parham Azimi等人表示，“但很少有人知道這些物質(zhì)的類(lèi)型和程度，以及它們因材料和打印機(jī)的不同有怎樣的變化�！�

雖然他們已經(jīng)在2013年測(cè)試過(guò)了一些型號(hào)的打印機(jī)和材料，但是因?yàn)槭袌?chǎng)上的機(jī)器和材料實(shí)在是太多了，最近兩年又新出現(xiàn)了許多，所以想得出決定性的結(jié)論并不容易。不過(guò)，他們表示，3D打印時(shí)熱塑型塑料的分解的確已經(jīng)在某些動(dòng)物身上顯示出了毒副作用，而所產(chǎn)生的超細(xì)顆粒也的確會(huì)對(duì)人體造成不利影響。

據(jù)南極熊了解，在這次的新研究中，科學(xué)家們測(cè)試了多達(dá)16種的3D打印機(jī)與材料組合。打印機(jī)包括FlashForge的雙頭機(jī)，Dremel 3D Idea，三緯國(guó)際的da Vinci 1.0，MakerBot Replicator，以及LulzBot Mini；材料包括ABS、PLA、高抗沖聚苯乙烯（HIPS）、半透明尼龍、透明聚碳酸酯、半透明的尼龍基增塑聚酰胺熱塑性彈性體、Laybrick、LayWood、以及叫做TGlase的透明聚酯。

測(cè)試發(fā)生在一個(gè)體積3.6立方米的不銹鋼室中，內(nèi)容是打印一個(gè)10cm × 10cm × 1cm的標(biāo)準(zhǔn)小型物體，主要測(cè)量對(duì)象則是超細(xì)顆粒物（UFPs）和揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）。這兩種物質(zhì)會(huì)在打印結(jié)束后被密封室的風(fēng)扇排入一個(gè)收集器中。

結(jié)果顯示，UFP濃度確會(huì)在打印開(kāi)始的10-20分鐘內(nèi)明顯上升，不過(guò)隨后便會(huì)基本保持不變。另外，它會(huì)根據(jù)打印機(jī)、材料、打印對(duì)象形狀、噴嘴和打印床溫度的不同而有所不同。如果濃度足夠高，這種物質(zhì)就會(huì)造成某些呼吸問(wèn)題。

所有的材料中，ABS的排放率最高，PLA的排放率最低，而其它材料則居中 — 這你可以從上面的圖標(biāo)中看到。在大部分的測(cè)試中，UFP和打印床溫度都是成正比的。其中最有趣的是，外殼的存在僅僅幫助使用ABS材料的MakerBot降低了UFP — 具體數(shù)值是35%。

VOC的情況與UFP相似，也在所有的測(cè)試中檢測(cè)到了。其中最主要的排放物就是苯乙烯 — 來(lái)自6種ABS和1種HIPS。

總體來(lái)看，ABS和HIPS等材料的有害排放均很高，而PLA則要明顯低得多 — 其排放物主要是不具危險(xiǎn)性的丙交酯。此外，研究者們還發(fā)現(xiàn)，3D打印機(jī)品牌與有害氣體排放沒(méi)有絕對(duì)的相關(guān)性，所以可以認(rèn)為目前所有的3D打印機(jī)在這一方面都處于同一水平。

那么，這項(xiàng)研究是否意味著3D打印是危險(xiǎn)的呢？其實(shí)并非如此，因?yàn)殡m然實(shí)驗(yàn)的測(cè)試時(shí)間與實(shí)際情況相似，均為連續(xù)數(shù)小時(shí)，但測(cè)試的空間卻并不相同。我們實(shí)際使用FDM打印機(jī)時(shí)并不會(huì)處于一個(gè)封閉的空間中，所以只要保證良好的通風(fēng)，就能讓上面所說(shuō)的有害物質(zhì)迅速消散，從而避免受到傷害。

延伸閱讀：《研究發(fā)現(xiàn)某些3D打印部件具有毒副作用》

via 3ders

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