M 最新研究詳細信息3D打印機噴出的有毒顆粒
研究人員發現，儘管對這些潛在有毒氣溶膠的數量和性質了解得很少，但3D打印機在運行時會向空氣中噴出微小的顆粒。一項新研究確定了這些排放物的驚人變化，以及產生這些排放物的條件。
先前的研究已經表明，台式3D打印機正在釋放小顆粒排放物，但是科學家們尚未進行受控實驗來準確檢測和表徵與打印相關的顆粒和化學物質。由UL化學安全和喬治亞理工學院的科學家進行的一項為期兩年的最新調查，以評估台式3D打印機對室內空氣質量的影響，現在克服了這些缺點。結果發表在兩項關於氣溶膠科學和技術的單獨研究中（此處和此處）），並不令人鼓舞；在測試中，研究人員能夠鑑定出數百種不同的化合物，其中一些已知對健康有害。
這些發現是在這些低成本機器越來越多地出現在商業，醫療和教育環境中的時候出現的。UL的副總裁兼高級技術顧問，兩項研究的合著者瑪麗蓮·布萊克（Marilyn Black）表示，她的研究小組的發現應該引起人們的警覺，他們正在要求衛生研究人員，科學家和其他機構進行進一步調查。
“由於早期研究表明潛在的健康隱患，我們看到了進行科學控制的實驗室研究的機會，以測量和表徵這些排放物，並了解其產生原因並評估其毒性，”布萊克告訴Gizmodo。“我們的研究能夠開發出強大的環境室技術，該技術可進行一致且準確的測量，識別顆粒和化學物質以及確定人體暴露水平。”
標準台式3D打印機在執行打印作業時會產生可檢測量的超細顆粒或UFP。UFP是人眼看不見的納米級顆粒，但可能導致嚴重的健康問題，尤其是如果將其吸入並輸送到人體的肺部系統。
布萊克說：“超細顆粒是非常細的顆粒，直徑小於0.1微米（100納米）。” “我們發現3D打印機發出的粒子中90％以上是在納米粒子範圍內。吸入這些小顆粒後，它們可以到達肺部最深處，並進入組織和細胞，並可能對人體產生心血管和肺部影響。”
啟動打印過程時，會產生一連串新顆粒，然後這些顆粒會飛散到空中。根據這項新的研究，正是這一批產品在整個印刷工作中往往包含最小尺寸和最大數量的UFP濃度。
在測試中，研究人員主要研究了使用熱塑性或含尼龍原料的長絲製造打印機（布萊克表示，未來的工作將研究其他原料和其他印刷技術）。具體來說，研究人員研究了FDM 3D打印機（熔融沈積建模），已知該打印機可產生一些最高水平的UFP。如所描述的三維集線器，FDM打印機通過選擇性地沉積熔化的材料層-層沿預定路徑構建對象。FDM打印機是全球使用最廣泛的3D打印技術，其中包括流行的MakerBot系列3D打印機。
Black的團隊使用幾種方法對這些打印機進行了少量毒性測試，包括化學測試和體外細胞測定（活細胞的使用）。研究了兩種常見的長絲類型，稱為ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）和PLA（聚乳酸），所有測試均表明至少有一定程度的毒性反應（儘管毒性反應因長絲類型而異）。
這些打印機產生的各種有毒物質令人震驚。在打印機噴出的不可見粉撲中，檢測到不少於200種不同的揮發性有機化合物（VOC），其中包括許多已知和可疑的刺激物和致癌物。檢測到的常見VOC包括甲醛（一種有機化合物和一種已知的致癌物），苯乙烯（一種易燃的化學物質和刺激性物質）和己內酰胺（一種特別討厭的製造化合物，可引起眼睛和喉嚨的刺激和灼傷，頭痛，精神錯亂和胃腸道炎）問題）。
研究人員還記錄了UFP生產中涉及的不同因素。影響生產的UFP類型的因素包括噴嘴的溫度，使用的燈絲類型，燈絲和打印機品牌以及燈絲顏色。影響排放水平的因素包括擠出溫度，燈絲材料和燈絲品牌。
布萊克告訴Gizmodo：“我們的研究提供了有關顆粒形成機理的技術信息，並顯示了操作因素所起的作用。” “這些信息可以幫助製造商適應新技術和控制措施，以最大程度地減少或減少排放。”
這項研究並未詳細研究3D打印機的長期健康影響。因此，研究人員現在要求科學家進行全面的風險評估以確定有毒物質排放的危險水平，同時要求製造商採取必要措施以最大程度地減少排放。他們還希望製造商將此問題引起客戶的注意，以便他們可以採取必要的預防措施。
Black向台式3D打印機用戶提供了此建議。
她說：“只能在通風良好且通風良好的空間中使用，並且在操作過程中應遠離打印機。” “選擇並選擇已被證明是低排放的打印機和原料。”
