新研究揭示3D打印健康風險 — PLA材料相對更安全

3D打印究竟是否對健康有害？對于這個問題，伊利諾伊理工學院和德克薩斯大學早在2013年就進行了一項有限的研究。結(jié)果顯示，常見的3D打印材料 — ABS和PLA的確會在3D打印過程中釋放出一些有害健康的物質(zhì)。最近，他們又進行了一項更深入的研究，而得到的結(jié)果更加糟糕 — 在有限空間內(nèi)使用特定線材進行3D打印，空氣中的可致癌顆粒水平會明顯提高。

目前，科學家們已經(jīng)將這項研究寫成了論文《在桌面級3D打印機上使用多種線材時超細顆粒與揮發(fā)性有機化合物的散發(fā)》，發(fā)表到了最新一期的《環(huán)境科學與技術(shù)》雜志上。“人們都知道桌面級FDM打印機在工作時的確會散發(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)的類型和程度，以及它們因材料和打印機的不同有怎樣的變化?！?br />

雖然他們已經(jīng)在2013年測試過了一些型號的打印機和材料，但是因為市場上的機器和材料實在是太多了，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，他們表示，3D打印時熱塑型塑料的分解的確已經(jīng)在某些動物身上顯示出了毒副作用，而所產(chǎn)生的超細顆粒也的確會對人體造成不利影響。

據(jù)南極熊了解，在這次的新研究中，科學家們測試了多達16種的3D打印機與材料組合。打印機包括FlashForge的雙頭機，Dremel 3D Idea，三緯國際的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。

測試發(fā)生在一個體積3.6立方米的不銹鋼室中，內(nèi)容是打印一個10cm × 10cm × 1cm的標準小型物體，主要測量對象則是超細顆粒物（UFPs）和揮發(fā)性有機化合物（VOCs）。這兩種物質(zhì)會在打印結(jié)束后被密封室的風扇排入一個收集器中。

結(jié)果顯示，UFP濃度確會在打印開始的10-20分鐘內(nèi)明顯上升，不過隨后便會基本保持不變。另外，它會根據(jù)打印機、材料、打印對象形狀、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)就會造成某些呼吸問題。

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中看到。在大部分的測試中，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，也在所有的測試中檢測到了。其中最主要的排放物就是苯乙烯 — 來自6種ABS和1種HIPS。

總體來看，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性的丙交酯。此外，研究者們還發(fā)現(xiàn)，3D打印機品牌與有害氣體排放沒有絕對的相關(guān)性，所以可以認為目前所有的3D打印機在這一方面都處于同一水平。

那么，這項研究是否意味著3D打印是危險的呢？其實并非如此，因為雖然實驗的測試時間與實際情況相似，均為連續(xù)數(shù)小時，但測試的空間卻并不相同。我們實際使用FDM打印機時并不會處于一個封閉的空間中，所以只要保證良好的通風，就能讓上面所說的有害物質(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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