UL的新研究揭示了3D打印機的排放毒性

導(dǎo)讀：3D打印經(jīng)常被譽為制造業(yè)的一場革命。它提供了快速的原型設(shè)計能力，快速的周轉(zhuǎn)和更少的材料浪費。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。
• 暴露于打印機長絲顆粒可能會損害氣道細胞的功能并導(dǎo)致氧化應(yīng)激。
• 受影響的人可能會因為代謝物的大量存在而遭受惡化的炎癥和額外的細胞或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，因為它們提供了相對較高的抗沖擊性和令人印象深刻的重量強度。

機器操作員應(yīng)該了解的3D打印機排放物的情況

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

ABS和PLA打印機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)機器車間的環(huán)境相一致；

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

研究人員收集了3D打印機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，并對其進行了一系列細胞測試。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%的細胞活力損失；
• 在3D打印機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打印機較遠的低劑量下，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，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。

如何保護機器操作人員

在操作過程中，將生物安全櫥窗置于3D打印機上方時，可以起到最全面的保護效果。研究人員證明，當(dāng)受試者留在打印機附近時，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，機器操作員可以采取幾個步驟來保持安全：

• 在打印機運行時，始終使用生物安全柜；
• 當(dāng)3D打印機正在使用時，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打印機運行時，讓工作人員盡可能地遠離3D打印機；
• 任何使用3D打印機的人或進入使用3D打印機的房間的人都應(yīng)始終佩戴眼、鼻、嘴保護裝置，即使機器處于空閑狀態(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打印機一項優(yōu)勢所在，因為它們將材料添加到工件中，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行明確權(quán)衡之前，每天與這些機器打交道的人還是謹(jǐn)慎行事為好。