Bild: Elena Scotti Fotos: (, Shutterstock)
Forscher haben gefunden, dass 3D-Drucker speien winzige Partikel in der Luft, wie Sie funktionieren, obwohl die Art und Menge dieser potentiell toxischen Aerosolen sind jedoch nur unzureichend verstanden. Eine neue Studie identifiziert eine verblüffende Vielfalt dieser Emissionen, und die Bedingungen, unter denen Sie produziert werden.
Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass kleine Partikel-Emissionen werden freigesetzt, die von desktop-3D-Drucker, aber die Wissenschaftler noch nicht durchgeführt kontrollierten Experimenten genau zu erkennen und zu charakterisieren, die Partikel und Chemikalien, die im Zusammenhang mit dem drucken. Aus einer kürzlich veröffentlichten zwei-Jahres-Untersuchung zur Beurteilung der Auswirkungen von desktop-3D-Druckern auf die Luftqualität, die von Wissenschaftlern geleitet wurden, UL Chemische Sicherheit und Georgia Institute of Technology, jetzt überwindet diese Mängel. Die Ergebnisse, veröffentlicht in zwei getrennten Untersuchungen in der Aerosol-Wissenschaft und-Technologie (hier und hier), waren nicht ermutigend; in tests konnten die Forscher identifizieren, die Hunderte von verschiedenen verbindungen, von denen einige bekannt sind, Gefahren für die Gesundheit.
Diese Ergebnisse kommen zu einer Zeit, als diese low-cost-Maschinen sind zunehmend erscheinen in gewerblichen, medizinischen und pädagogischen Einstellungen. Marilyn Black, vice president und senior technical advisor bei UL und co-Autor der beiden Studien, sagt, dass Ihr team die daraus gewonnenen Erkenntnisse dienen als ein Weckruf, und Sie bitten Gesundheit Forscher, Wissenschaftler und andere Institutionen, um weiter zu untersuchen.
“Wegen der möglichen gesundheitlichen Bedenken angegeben, in den frühen Studien, sahen wir die Möglichkeit zur Durchführung einer wissenschaftlich kontrollierten Labor-Studie zu Messen und zu charakterisieren, diese Emissionen und verstehen, warum Sie auftreten, und zur Beurteilung Ihrer Toxizität,” Schwarz sagte Gizmodo. “Unsere Studie konnte die Entwicklung einer robusten Umwelt-Kammer-Technologie sorgt für stabile und genaue Messungen, der Identifizierung der Partikel und Chemikalien, und die Bestimmung der menschlichen Exposition.”
Standard-desktop-3D-Drucker nachweisbaren Mengen an ultrafeinen Partikeln oder der UFP, während der Ausführung von Druckaufträgen. UFp sind nanoskalige Partikel sind für das menschliche Auge unsichtbar, aber könnte dazu führen, dass schwere gesundheitliche Probleme, vor allem, wenn Sie eingeatmet werden und geliefert werden, um die körpereigene pulmonale system.
“Ultrafeine Partikel sind sehr feine Partikel, die kleiner sind als 0,1 Mikrometer (100 Nanometer) im Durchmesser sind”, sagte Schwarz. “Mehr als 90 Prozent der Partikel fanden wir aussenden von 3D-Druckern waren in den Nanopartikel-Bereich. Diese kleinen Partikel, wenn Sie eingeatmet werden, erreichen den tiefsten Teil der Lunge, wo Sie können, geben Sie Zellen und Gewebe und kann dazu führen, Herz-Kreislauf-und pulmonale Effekte in den Menschen.”
Wenn ein Druckvorgang eingeleitet wird, ein platzen der neue Partikel erstellt, die dann in der Luft. Es ist diese erste Gruppe, die dazu neigt enthalten, die kleinste Größe und die maximale Anzahl von UFP-Konzentrationen während der gesamten Druckauftrag, entsprechend der neuen Forschung.
In den tests der Forscher untersuchte in Erster Linie filament fabrication Drucker verwenden, Thermoplastische oder nylon-haltige Einsatzstoffe (Schwarz sagte, dass zusätzliche Rohstoffe und andere print-Technologien untersucht werden, die in die künftige Arbeit). Insbesondere die Forscher bei FDM 3D-Drucker (fused deposition modeling), von denen bekannt ist, produzieren einige der höchsten Niveaus der UFP. Wie beschrieben, durch 3D Hubs, FDM-Drucker bauen Objekte durch die gezielte Hinterlegung geschmolzene material Schicht-durch-Schicht entlang einem vorbestimmten Pfad. FDM-Drucker sind die gängigsten 3D-Druck-Technologie auf der ganzen Welt und sind beliebte MakerBot Linie von 3D-Druckern.
Black ‘ s team führte eine kleine Anzahl von Toxizitätstests auf diese Drucker verwenden mehrere Methoden, einschließlich Chemische tests und in-vitro-zelluläre assays (Verwendung von lebenden Zellen). Zwei gängigen filament-Arten wurden untersucht, sogenannte ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und PLA (Polymilchsäure) und alle angegebenen tests zumindest gewisse toxische Reaktion (obwohl die toxische Reaktion variiert von filament-Typ).
Die schiere Vielzahl der giftigen Stoffe, die von diesen Druckern war alarmierend. Nicht weniger als 200 verschiedene flüchtige organische verbindungen (VOC) entdeckt wurden die unsichtbaren Züge, die aus dem Drucker, wie Sie aufgewühlt Weg—darunter viele bekannte und vermutete, Reizstoffe und Karzinogene. Häufige VOC erkannt enthalten Formaldehyd (eine organische Verbindung und ein bekanntes Karzinogen), Styrol (eine brennbare Chemische und reizend), und caprolactam (eine besonders Fiese Fertigung Verbindung, die kann zu Reizungen und brennen der Augen und des Rachens, Kopfschmerzen, Verwirrtheit, Magen-Darm-Probleme).
Die Forscher dokumentiert die verschiedenen Faktoren, die die Produktion von UFP. Faktoren, die Auswirkungen auf die Arten von UFP hergestellt werden, umfassen die Temperatur der Düse, der Art des filaments verwendet, die filament-und Drucker-Marke, und filament-Farbe. Faktoren, die Auswirkungen auf die Emissionswerte enthalten extrusion Temperatur, filament-material, und das filament Marke.
“Unsere Forschung liefert die technische information über den Mechanismus für die Partikel-Bildung und zeigt die betrieblichen Faktoren, die einen Unterschied machen,” Schwarz sagte Gizmodo. “Diese Daten unterstützen die Hersteller bei der Anpassung an neue Technologien und Kontrollmechanismen zur Minimierung oder Verringerung der Emissionen.”
Diese Studie war nicht, einen detaillierten Blick auf die langfristigen gesundheitlichen Auswirkungen von 3D-Druckern. Dementsprechend sind die Forscher nun Fragen sich Wissenschaftler, um eine vollständige Risikobewertung zu ermitteln gefährlichen Konzentrationen von toxischen Emissionen, während die Hersteller zu Fragen, zu tun, was notwendig ist zur Minimierung von Emissionen. Sie wollen auch die Hersteller, um dieses Problem, um die Aufmerksamkeit Ihrer Kunden, so dass Sie die notwendigen Vorkehrungen treffen.
Schwarz hatte diese Beratung für Nutzer von desktop-3D-Drucker.
“Verwenden Sie nur in gut belüfteten Räumen mit Außenluft fließen und stehen Weg von der Drucker während des Betriebs”, sagte Sie. “Wählen Sie, und wählen Sie Drucker und Rohstoffe, die erwiesen haben, um low-Emitter.”
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[Aerosol Science and Technology, Aerosol Science and Technology]
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