Billede: Elena Scotti (Fotos: Shutterstock
Forskere har fundet, at 3D-printere udspy bittesmå partikler i luften, som de opererer i, selv om mængden og arten af disse potentielt giftige aerosoler er dårligt forstået. En ny undersøgelse peger på en overraskende række af disse emissioner, og under hvilke forhold de er produceret.
Tidligere undersøgelser har allerede vist, at små partikel-emissioner bliver udgivet af desktop 3D-printere, men forskerne havde ikke udført kontrollerede forsøg til præcist at opdage og karakterisere de partikler og kemikalier i forbindelse med udskrivning. En nyligt offentliggjort undersøgelse to år til at vurdere konsekvenserne af desktop 3D-printere på indendørs luftkvalitet, er gennemført af forskere ved UL Sikkerhed Kemisk Sikkerhed og Georgia Institute of Technology, nu overvinder disse mangler. Resultaterne, der er offentliggjort i to separate undersøgelser i form af Videnskab og Teknologi (her og her), var ikke opmuntrende; i test, var forskerne i stand til at identificere hundredvis af forskellige kemiske stoffer, hvoraf nogle er kendt for sundheds-og sikkerhedsfarer.
Disse resultater kommer på et tidspunkt, når disse low-cost maskiner er i stigende grad optræder i kommercielt, medicinske og pædagogiske indstillinger. Marilyn Sort, vice president og senior teknisk rådgiver ved UL og medforfatter til begge undersøgelser, siger, at hendes holdets resultater, bør tjene som et wakeup call, og de spørger sundhed forskere, videnskabsmænd og andre institutioner for at undersøge sagen nærmere.
“På grund af de mulige sundhedsmæssige betænkeligheder, der er angivet i de tidlige undersøgelser, vi så mulighed for at gennemføre et videnskabeligt kontrollerede laboratorieforsøg undersøgelse for at måle og karakterisere disse emissioner og forstå hvorfor de opstår, og til at vurdere deres giftighed,” Black fortalte Gizmodo. “Vores undersøgelse var i stand til at udvikle en robust miljø-kammer-teknologi, der giver mulighed for konsistente og præcise målinger, identifikation af partikler og kemikalier, og bestemmelse af human eksponering niveauer.”
Standard desktop 3D-printere giver påviselige mængder af ultrafine partikler, eller UFPs, mens de udfører udskriftsjob. UFPs er partikler i nanostørrelse, der er usynlige for det menneskelige øje, men kan føre til alvorlige sundhedsmæssige problemer, især hvis de er indåndes, og leveret til kroppens pulmonale system.
“De Ultrafine partikler er meget fine partikler, der er mindre end 0,1 mikrometer (100 nanometer i diameter,” sagde Black. “Mere end 90 procent af de partikler, fandt vi udsender fra 3D-printere var i nanoparticle rækkevidde. Disse små partikler, der ved indånding, kan nå frem til de dybeste dele af lungerne, hvor de kan indtaste væv og celler, og kan føre til hjerte-kar-og lunge-effekter i mennesker.”
Når en udskrivning proces er indledt, en eksplosion af nye partikler er oprettet, som derefter bliver luftbårne. Det er det første parti, der har tendens til at indeholde de mindste størrelser, og det maksimale antal af UFP koncentrationer under hele udskriftsjobbet, ifølge ny forskning.
I tests, at de forskere, der primært kiggede på filament fabrication printere, der bruger termoplastisk eller nylon-med råmateriale (Sort sagde, at ekstra foder og andre print-teknologier vil blive undersøgt i det fremtidige arbejde). Konkret har forskerne kigget på FDM 3D-printere (fused deposition modellering), som er kendt for at producere nogle af de højeste niveauer af UFPs. Som beskrevet af 3D-Hubs, FDM printere bygge objekter ved selektivt at deponere det smeltede materiale lag-på-lag langs en forudbestemt kurs. FDM printere er de mest anvendte 3D-print-teknologi over hele verden, og omfatter den populære MakerBot linje af 3D-printere.
Sort hold gennemført et mindre antal af toksicitet på disse printere ved hjælp af flere metoder, herunder kemiske analyser og in vitro-cellulære assays (brug af levende celler). To almindelige glødelamper typer blev undersøgt, kaldet ABS (Acrylonitril-Butadien-Styren) og PLA (Polylactic Acid), og alle tests er angivet i det mindste en vis grad af toksiske reaktion (selvom den toksiske reaktion varierede med glødelampe-type).
Det store udvalg af giftige stoffer produceret af disse printere var alarmerende. Ikke mindre end 200 forskellige flygtige organiske forbindelser (Voc ‘ er) blev fundet i den usynlige pust, der udgår fra de printere, som de kærnede væk—herunder mange kendte og formodede lokalirriterende og kræftfremkaldende stoffer. Fælles Voc ‘ er påvist formaldehyd i prisen (en organisk forbindelse, og et kendt kræftfremkaldende stof), styren (en brændbar kemiske og lokalirriterende), og caprolactam (en særlig ubehagelig fremstilling af stof, der kan forårsage irritation og brændende i øjnene og hals, hovedpine, forvirring, og mave-tarm-problemer).
Forskerne også dokumenteret, at de forskellige faktorer, der er involveret i produktionen af UFPs. Faktorer, der har påvirket typer af UFPs produceret omfatter temperaturen af dysen, typen af fibre, der anvendes, glødetråden og printer-mærket, og endeløse farve. Faktorer, der har påvirket emissionsniveauer, der er inkluderet ekstrudering temperaturer, glødetråden materiale, og glødetråden brand.
“Vores forskning giver tekniske oplysninger om den mekanisme for partikel-dannelse og viser de operationelle faktorer, der kan gøre en forskel,” Black fortalte Gizmodo. “Disse oplysninger kan hjælpe producenter i tilpasning af nye teknologier og kontroller til at minimere eller reducere emissionerne.”
Denne undersøgelse var ikke et detaljeret kig ind i de langsigtede sundhedsmæssige effekter af 3D-printere. Derfor, forskerne nu spørger forskere til at udføre en komplet risikovurdering for at afgøre, farlige niveauer af giftige emissioner, samtidig med at spørge producenterne til at gøre, hvad der er nødvendigt for at minimere emissioner. De vil også gerne de producenter til at bringe dette emne på banen for deres kunder sådan, at de kan tage de nødvendige forholdsregler.
Sort havde dette råd til brugere af desktop 3D-printere.
“Brug det kun i godt ventileret rum med udendørs luft flow og stå væk fra printere under drift,” sagde hun. “Vælg, og vælg printere og råmaterialer, som har vist sig at være lavt udslip.”
Kampen om 3D-Printet Kanoner Bliver Alvorlig
For fem år siden, en masse mennesker troede, Cody Wilson var en vild-eyed fanatiker. The New Yorker…
Læs mere Læs
Desktop 3D-printere, men vidunderligt, er at indføre en overraskende bred vifte af problemer. Fra sikkerhedsmæssige bekymringer og fremstilling af ulovlig enheder, og nu er deres potentielle virkninger, disse maskiner er ikke kun sjovt legetøj de er ofte siges at være.
[Aerosol Videnskab og Teknologi, Aerosol Videnskab og Teknologi]
Dele Denne Historie