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過程。現(xiàn)在全球3D打印機每年銷售量超過300萬臺，其中多數(shù)是FDM 3D打印機。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）。

超細顆粒可以被吸入并深入人肺系統(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。

以下是解決問題的步驟，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》，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驗。她是Underwriters Laboratories的副總裁兼高級技術顧問。
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