UL的新研究揭示了3D打印机的排放毒性

导读：3D打印经常被誉为制造业的一场革命。它提供了快速的原型设计能力，快速的周转和更少的材料浪费。然而，这些突破可能是有代价的。

南极熊获悉，2022年9月，Underwriters Laboratories Inc.发表了一篇题为"3D打印机排放颗粒的剂量测定和毒理学分析/Dosimetric and Toxicological Analysis of 3D Printer Emitted Particles"。该报告是为了揭示塑料3D打印机工作时所排放气体对人类健康的影响。

报告下载链接：https://chemicalinsights.org/wp-content/uploads/Chemical-Insights_3D-Toxicity-Report_final.pdf

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2022-10-2 22:23 上传

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关于3D打印机排放毒性的最新研究结果

Underwriters Laboratories 的报告直接深入介绍了该研究的结果，其摘要部分对熔融长丝制造（FFF）3D打印机对人体健康的影响做了如下总结：

• 即使是低水平接触FFF排放物，也会引起炎症和细胞损伤。
• 暴露可能导致DNA、磷脂和其他生命必需的生物大分子的损害。
• 暴露于打印机长丝颗粒可能会损害气道细胞的功能并导致氧化应激。
• 受影响的人可能会因为代谢物的大量存在而遭受恶化的炎症和额外的细胞或DNA损伤。
  

这些发现主要涉及两种最流行的3D打印机丝材：ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）和PLA（聚乳酸）。制造商和业余爱好者喜欢这些材料，因为它们提供了相对较高的抗冲击性和令人印象深刻的重量强度。

机器操作员应该了解的3D打印机排放物的情况

此外，该研究项目为关注3D打印机排放物对健康的潜在影响的机器操作员提供了一些需要注意的重点：

ABS和PLA打印机长丝会排放潜在的有害气体。然而，基于ABS的灯丝可能比PLA更具生物活性；

该研究假设每天接触时间为6小时，每周接触时间为5小时，以便与大学和商业机器车间的环境相一致；

在靠近打印机的地方，即使机器处于空闲状态，3D打印机长丝的毒性排放密度也远远高于作为对照的房间；

研究人员收集了3D打印机不同距离处的空气样本，其他研究参与者也收集了相应样本，并对其进行了一系列细胞测试。他们使用MTS检测来测量异常的代谢活动，使用ELISA检测来检查γ-H2AX抗体，并使用其他测试来确定吸入FFF长丝排放物的毒理学影响。

图片来源：Chemical Insights。

最终，所有这些测试为研究的核心问题贡献了部分答案。当暴露在高低水平的FFF排放物中时，对人体的影响是什么？研究人员使用一种叫做细胞活力的测量方法来回答这个问题。他们在使用这一衡量标准时发现了这些令人担忧的结果：

• 在靠近熔融喷头源头的地方吸收了或多或少FFF气体排放的人，可能会经历49.5%-56%的细胞活力下降；
• 即使是暴露在低水平FFF长丝气体排放中的人，如在相邻房间的人，也可能经历15.4%-18.2%的细胞活力损失；
• 在3D打印机使用的两种常见塑料丝中，ABS可能是毒性更大的一种。即使在离3D打印机较远的低剂量下，暴露于ABS的受试者比暴露于类似PLA条件的受试者对其细胞活力的影响更大。
  

该研究考察了在教育和商业环境中减少接触这些长丝熔融气体排放的潜在方法。有趣的是，这项研究可以与以前的UL研究相比较，后者证明光聚合打印技术比FFF对周围环境的负面影响更大。考虑到这一点，就操作者的安全而言，FFF可能仍然是两者中比较安全的。

如何保护机器操作人员

在操作过程中，将生物安全橱窗置于3D打印机上方时，可以起到最全面的保护效果。研究人员证明，当受试者留在打印机附近时，高剂量的丝材熔融气体排放减少了32%以上。研究人员还注意到，在高气流通风系统存在的情况下，对排放物的密度可能有稀释作用。总的来说，机器操作员可以采取几个步骤来保持安全：

• 在打印机运行时，始终使用生物安全柜；
• 当3D打印机正在使用时，千万不要站在它附近；
• 为了最大限度地减少暴露风险，在3D打印机运行时，让工作人员尽可能地远离3D打印机；
• 任何使用3D打印机的人或进入使用3D打印机的房间的人都应始终佩戴眼、鼻、嘴保护装置，即使机器处于空闲状态。
  

3D打印以潜在的成本提供创新

3D打印机和更广泛的增材制造概念已被宣传为可持续生产的一种手段，可持续制造减少了对不可再生资源和其他能源的集体依赖。它还使人们重新关注减少废物，这是3D打印机一项优势所在，因为它们将材料添加到工件中，而不是将其移除和丢弃。

避免污染物排放到空气当中不仅对人类健康有益，对环境也是一样。事实上，几乎所有类型的人为污染都会损害空气和水的质量，而空气污染也加剧了全球变暖的影响。

在3D打印方面，人们仍然处于新的领域。南极熊建议，在各界研究专家对3D打印所造成的健康影响进行明确权衡之前，每天与这些机器打交道的人还是谨慎行事为好。