UL的新研究揭示了3D打印機(jī)的排放毒性

導(dǎo)讀：3D打印經(jīng)常被譽(yù)為制造業(yè)的一場革命。它提供了快速的原型設(shè)計(jì)能力，快速的周轉(zhuǎn)和更少的材料浪費(fèi)。然而，這些突破可能是有代價的。

南極熊獲悉，2022年9月，Underwriters Laboratories Inc.發(fā)表了一篇題為"3D打印機(jī)排放顆粒的劑量測定和毒理學(xué)分析/Dosimetric and Toxicological Analysis of 3D Printer Emitted Particles"。該報告是為了揭示塑料3D打印機(jī)工作時所排放氣體對人類健康的影響。

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2022-10-2 22:23 上傳

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關(guān)于3D打印機(jī)排放毒性的最新研究結(jié)果

Underwriters Laboratories 的報告直接深入介紹了該研究的結(jié)果，其摘要部分對熔融長絲制造（FFF）3D打印機(jī)對人體健康的影響做了如下總結(jié)：

• 即使是低水平接觸FFF排放物，也會引起炎癥和細(xì)胞損傷。
• 暴露可能導(dǎo)致DNA、磷脂和其他生命必需的生物大分子的損害。
• 暴露于打印機(jī)長絲顆?？赡軙p害氣道細(xì)胞的功能并導(dǎo)致氧化應(yīng)激。
• 受影響的人可能會因?yàn)榇x物的大量存在而遭受惡化的炎癥和額外的細(xì)胞或DNA損傷。
  

這些發(fā)現(xiàn)主要涉及兩種最流行的3D打印機(jī)絲材：ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）和PLA（聚乳酸）。制造商和業(yè)余愛好者喜歡這些材料，因?yàn)樗鼈兲峁┝讼鄬^高的抗沖擊性和令人印象深刻的重量強(qiáng)度。

機(jī)器操作員應(yīng)該了解的3D打印機(jī)排放物的情況

此外，該研究項(xiàng)目為關(guān)注3D打印機(jī)排放物對健康的潛在影響的機(jī)器操作員提供了一些需要注意的重點(diǎn)：

ABS和PLA打印機(jī)長絲會排放潛在的有害氣體。然而，基于ABS的燈絲可能比PLA更具生物活性；

該研究假設(shè)每天接觸時間為6小時，每周接觸時間為5小時，以便與大學(xué)和商業(yè)機(jī)器車間的環(huán)境相一致；

在靠近打印機(jī)的地方，即使機(jī)器處于空閑狀態(tài)，3D打印機(jī)長絲的毒性排放密度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于作為對照的房間；

研究人員收集了3D打印機(jī)不同距離處的空氣樣本，其他研究參與者也收集了相應(yīng)樣本，并對其進(jìn)行了一系列細(xì)胞測試。他們使用MTS檢測來測量異常的代謝活動，使用ELISA檢測來檢查γ-H2AX抗體，并使用其他測試來確定吸入FFF長絲排放物的毒理學(xué)影響。

圖片來源：Chemical Insights。

最終，所有這些測試為研究的核心問題貢獻(xiàn)了部分答案。當(dāng)暴露在高低水平的FFF排放物中時，對人體的影響是什么？研究人員使用一種叫做細(xì)胞活力的測量方法來回答這個問題。他們在使用這一衡量標(biāo)準(zhǔn)時發(fā)現(xiàn)了這些令人擔(dān)憂的結(jié)果：

• 在靠近熔融噴頭源頭的地方吸收了或多或少FFF氣體排放的人，可能會經(jīng)歷49.5%-56%的細(xì)胞活力下降；
• 即使是暴露在低水平FFF長絲氣體排放中的人，如在相鄰房間的人，也可能經(jīng)歷15.4%-18.2%的細(xì)胞活力損失；
• 在3D打印機(jī)使用的兩種常見塑料絲中，ABS可能是毒性更大的一種。即使在離3D打印機(jī)較遠(yuǎn)的低劑量下，暴露于ABS的受試者比暴露于類似PLA條件的受試者對其細(xì)胞活力的影響更大。
  

該研究考察了在教育和商業(yè)環(huán)境中減少接觸這些長絲熔融氣體排放的潛在方法。有趣的是，這項(xiàng)研究可以與以前的UL研究相比較，后者證明光聚合打印技術(shù)比FFF對周圍環(huán)境的負(fù)面影響更大?？紤]到這一點(diǎn)，就操作者的安全而言，F(xiàn)FF可能仍然是兩者中比較安全的。

如何保護(hù)機(jī)器操作人員

在操作過程中，將生物安全櫥窗置于3D打印機(jī)上方時，可以起到最全面的保護(hù)效果。研究人員證明，當(dāng)受試者留在打印機(jī)附近時，高劑量的絲材熔融氣體排放減少了32%以上。研究人員還注意到，在高氣流通風(fēng)系統(tǒng)存在的情況下，對排放物的密度可能有稀釋作用?？偟膩碚f，機(jī)器操作員可以采取幾個步驟來保持安全：

• 在打印機(jī)運(yùn)行時，始終使用生物安全柜；
• 當(dāng)3D打印機(jī)正在使用時，千萬不要站在它附近；
• 為了最大限度地減少暴露風(fēng)險，在3D打印機(jī)運(yùn)行時，讓工作人員盡可能地遠(yuǎn)離3D打印機(jī)；
• 任何使用3D打印機(jī)的人或進(jìn)入使用3D打印機(jī)的房間的人都應(yīng)始終佩戴眼、鼻、嘴保護(hù)裝置，即使機(jī)器處于空閑狀態(tài)。
  

3D打印以潛在的成本提供創(chuàng)新

3D打印機(jī)和更廣泛的增材制造概念已被宣傳為可持續(xù)生產(chǎn)的一種手段，可持續(xù)制造減少了對不可再生資源和其他能源的集體依賴。它還使人們重新關(guān)注減少廢物，這是3D打印機(jī)一項(xiàng)優(yōu)勢所在，因?yàn)樗鼈儗⒉牧咸砑拥焦ぜ?，而不是將其移除和丟棄。

避免污染物排放到空氣當(dāng)中不僅對人類健康有益，對環(huán)境也是一樣。事實(shí)上，幾乎所有類型的人為污染都會損害空氣和水的質(zhì)量，而空氣污染也加劇了全球變暖的影響。

在3D打印方面，人們?nèi)匀惶幱谛碌念I(lǐng)域。南極熊建議，在各界研究專家對3D打印所造成的健康影響進(jìn)行明確權(quán)衡之前，每天與這些機(jī)器打交道的人還是謹(jǐn)慎行事為好。