Токсична ли 3D-печать? Все, что вам нужно знать, чтобы оставаться в безопасности!

Когда мы покупаем 3D-принтер, мы думаем о преимуществах, которые он может нам дать:создавать собственные детали, печатать коллекционные фигурки, запчасти для сломанного механизма и другие. Мы не думаем, что наличие машины для плавления пластика в нашем доме может серьезно повлиять на наше здоровье.

Сегодня мы можем найти 3D-принтеры в школах, домах и мастерских, и они не обязаны соблюдать особые меры безопасности, связанные с выбросами, которые они вызывают. Многие люди, в том числе дети, могут подвергаться воздействию высоких концентраций мелких частиц или токсичных паров.

Несмотря на то, что ABS и HIPS обладают более высокой степенью токсичности и обычно содержат высокие дозы бисфенола А, чем другие нити, меры безопасности следует применять независимо от используемого термопластика. Сам процесс 3D-печати выделяет токсичные пары и частицы в воздух, поэтому очень важно регулярно проветривать помещение и не находиться рядом с работающим 3D-принтером на регулярной основе.

Основные опасения по поводу влияния 3D-печати на здоровье

Несмотря на то, что FDM-принтеры существуют среди нас уже более десяти лет, многие люди утверждают, что 3D-печать может быть вредной, поскольку она испускает токсичные частицы, которые проникают глубоко в ваши легкие. Исследователи оценивают длительное воздействие этих частиц, чтобы определить уровень опасности, которой мы подвергаемся при печати, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

В первые месяцы вспышки COVID-19 продажи 3D-принтеров неуклонно росли, отчасти благодаря внедрению этой технологии для производства дефицитных в то время элементов защиты лица или респираторов.

Многие люди перешли от одного к нескольким 3D-принтерам в одной комнате, что опасно увеличивает выброс токсичных газов, а также частиц в замкнутом пространстве. Меры социального сдерживания, такие как карантин или комендантский час, также заставляли людей проводить больше времени в своих домах, что еще больше увеличивало их воздействие этих выбросов.

Согласно различным исследованиям, во время 3D-печати высвобождаются наночастицы, называемые UFP (ультрадисперсные частицы), которые намного меньше табачного дыма. Эти частицы попадают в дыхательные пути и оседают в самых глубоких отделах легких, где могут вызвать воспаление легких.

На данный момент необходимо уточнить, что не все термопласты, используемые в 3D-печати, имеют одинаковый уровень токсичности. Нити состоят из полимеров с разными характеристиками, которые распадаются на вещества, которые могут быть более или менее вредными.

Я исследовал уровень токсичности и влияние на наше здоровье каждого из самых популярных термопластов, используемых в 3D-печати, поэтому давайте кратко их обсудим!

АБС

Абс (акрилонитрил-бутадиен-стирол) представляет собой твердый пластик, который широко используется в пластмассовой промышленности благодаря своей низкой стоимости и превосходным свойствам. Поскольку он состоит из акрилонитрила, высокотоксичного продукта, его использование должно осуществляться в условиях строгого контроля выбросов.

Кроме того, он выделяет бисфенол А, потенциально канцерогенное вещество, запрещенное в некоторых странах. К сожалению, когда он используется в настольной 3D-печати, ему требуется среда с плохой вентиляцией, поскольку потоки воздуха могут затруднить его использование или вызвать проблемы с деформацией или растрескиванием. Это делает ABS одним из самых опасных материалов для печати.

Вы также должны выяснить, содержит ли ваш бренд ABS BPA (бисфенол А), который может оказать серьезное влияние на наше здоровье.

Избегайте регулярной печати с использованием АБС-пластика, находясь в одной и той же комнате, так как долгосрочные последствия могут быть серьезными.

ПЛА

В настоящее время PLA является наиболее используемым материалом в 3D-печати, в основном из-за его простоты использования. Поскольку он получен из кукурузы и может подвергаться биологическому разложению (при определенных условиях), многие люди считают его безопасным.

Однако красители и добавки, которые используют производители, могут сделать его опасным. Он также испускает высокие уровни UFP (ультрамелких частиц). Настоятельно рекомендуется обновлять воздух в помещении после каждой печати, чтобы снизить концентрацию UFP.

Нейлон

Нейлоновые нити обладают большой прочностью и термостойкостью, поэтому их часто используют для печати механических деталей. Они также выделяют большое количество стирола — углеводорода, связанного с повышенным риском развития рака и других заболеваний.

Кроме того, нейлон может выделять частицы капролактама, раздражающего соединения, известного тем, что вызывает серьезные повреждения дыхательной системы. Поскольку ему требуется более высокая температура, чем большинству материалов для 3D-печати, он выделяет огромное количество UFP.

ПЭТГ

PETG состоит из ПЭТ-пластика, в который добавлен гликоль. Его химическая стабильность очень высока, поэтому он не выделяет неприятных запахов и ядовитых паров.

Используется при изготовлении тары для напитков. Однако при печати из PETG также выделяется UFP. Помните, что отсутствие неприятного запаха не означает, что вещество не токсично, как думают многие.

БЕДРА

Этот материал, который часто используется в качестве вспомогательного материала в 3D-принтерах с несколькими экструдерами, выделяет, как и ABS, соединение, называемое стиролом. Это соединение классифицируется Международным Агентством по исследованию рака как канцероген. . В сочетании с ABS принтер с двойным экструдером может выделять большое количество токсичных паров за очень короткое время. Строго требуется надлежащая система вентиляции.

Как и в случае с ABS, вы всегда должны узнавать, содержат ли ваши катушки HIPS BPA. Ранее мы упоминали об этом, а также говорили, что это может иметь серьезные последствия для нашего здоровья. Из-за важности этой темы мы посвятим BPA целый раздел.

Токсичен ли дым от 3D-печати?

Не все нити, используемые в 3D-печати, выделяют токсичные газы. Например, PLA можно использовать в условиях, когда люди работают в течение длительного времени. Другие, такие как ABS, должны использоваться в средах, где концентрация токсичных паров не превышает максимально допустимых значений.

Воздействие этих паров вызывает раздражение глаз и дыхательных путей, а также тошноту и головные боли. Выбросы этих газов можно уменьшить, установив систему фильтрации твердых частиц с активированным углем или усилив вентиляцию помещения или мастерской.

Многие производители нитей предоставляют своим клиентам паспорт безопасности при использовании своих нитей. Настоятельно рекомендуется проверить эти сведения на веб-сайте производителя, прежде чем использовать новую марку или материал. Даже разные цвета одного и того же материала и производителя могут иметь разный уровень эмиссии из-за химического состава пигментов.

Насколько серьезным является воздействие паров и частиц в долгосрочной перспективе?

Поскольку технология FDM является относительно новой, убедительных данных о ее долгосрочных эффектах пока нет. Были представлены документы, и их заключение указывает на то, что настольные 3D-принтеры испускают огромное количество наночастиц, а их размер варьируется от 40 до 300 нм. Этот размер достаточно мал, чтобы проникать даже в самые внутренние отделы дыхательной системы, вызывая сильное раздражение и воспаление.

Из-за токсичности некоторых выделяемых газов существует реальный риск развития хронических заболеваний легких, таких как астма, ХОБЛ или даже рак. Некоторым особо восприимчивым людям следует работать с 3D-принтерами, используя дополнительные меры безопасности, такие как противогазы с соответствующими фильтрами.

Другими факторами, влияющими на значения испускаемых наночастиц, являются марка и тип нити, цвет, температура печати, использование нагревательного стола и т. д. В целом рекомендуется устанавливать как можно более низкие температуры печати. , что касается безопасности.

Безопасно ли печатать в помещении?

Даже если используются такие нити, как PLA или PETG, выбросы которых считаются менее вредными, среда, в которой используются 3D-принтеры, должна быть адекватно вентилируема или должна быть установлена ​​система фильтрации частиц, чтобы концентрация не превышала допустимую. уровни.

Еще одна подходящая мера — покинуть комнату во время печати и обновить воздух в конце работы.

Что такое BPA и насколько он опасен?

BPA (бисфенол А) — это синтетическое соединение, добавляемое во многие продукты, такие как контейнеры для пищевых продуктов, компакт-диски и DVD-диски, спортивный инвентарь и даже детские бутылочки. Он широко используется в производстве пластмасс, и исследование показало, что 90 % населения США имеют следы этого соединения в организме.

Было опубликовано много отчетов об опасности этого вещества, и результаты часто противоречивы. Самые серьезные отчеты указывают на прямую связь между воздействием BPA и риском диабета, проблем с фертильностью, раком и ожирением. Кроме того, BPA может повлиять на развитие нервной системы у детей и подростков.

В таких странах, как Франция, использование BPA запрещено органами здравоохранения. Международное научное сообщество еще не пришло к единому мнению относительно рисков проглатывания или вдыхания BPA.

Безопасно ли печатать в помещении?

Даже если используются нити, такие как PLA или PETG, среда, в которой работают 3D-принтеры, должна иметь достаточную вентиляцию или должна быть установлена ​​система фильтрации частиц, чтобы концентрация не превышала допустимого уровня. Еще одна подходящая мера — покинуть комнату во время печати и обновить воздух в конце работы.

Содержат ли нити для 3D-печати BPA?

Некоторые нити для 3D-печати содержат высокие дозы BPA, такие как ABS и HIPS. Во время печати крошечные частицы бисфенола выбрасываются в воздух. Вдыхание этих частиц и их потенциальная токсичность еще недостаточно изучены, поэтому при использовании этих материалов рекомендуется применение дополнительных мер безопасности.

Хотя вы должны соблюдать меры предосторожности со всеми видами термопластов, только ABS и HIPS содержат BPA в больших дозах.

Одна из причин, по которой PETG так популярен среди посуды, связанной с пищевыми продуктами, заключается в том, что он также не содержит BPA. Это не обязательно означает, что вы можете печатать из этого термопластика и использовать его на своей кухне, поскольку процесс 3D-печати сам по себе создает некоторые проблемы, которые могут быть неблагоприятными для пищевых продуктов.

Безопасна ли 3D-печать для пищевых продуктов?

Некоторые материалы, используемые в 3D-печати, можно считать «безопасными для пищевых продуктов» из-за их высокой химической стабильности, как в случае с PETG или PLA, если не принимать во внимание добавки, которые вводятся в процессе производства.

Агломерирующие вещества или искусственные красители могут быть токсичными в определенных концентрациях, поэтому каждое волокно следует изучать более глубоко. При отсутствии информации на этот счет ни один материал не может считаться «безопасным для пищевых продуктов» до тех пор, пока не будут проведены соответствующие исследования.

Кроме того, некоторые части системы экструдера 3D-принтера могут высвобождать мелкие частицы металла, которые попадают в напечатанный объект, изменяя его состав.

Еще одним фактором, который необходимо учитывать, является стабильность полимеров при воздействии высоких температур. Нити, которые считаются безопасными, могут выделять вредные вещества при термическом разрушении. В связи с этим не рекомендуется употреблять напитки, которые хранились в контейнерах, изготовленных с помощью 3D-печати.

С другой стороны, 3D-печать FDM состоит из слоев пластика определенной толщины, которые могут иметь небольшие отверстия и дефекты. Внутри этих полостей пища и влага могут скапливаться в местах, где объект не может быть должным образом очищен, создавая идеальную среду для роста бактерий. Если 3D-печатные объекты используются в контакте с едой или напитками, их нельзя использовать повторно ни при каких обстоятельствах.

Альтернативой, которая могла бы решить эту проблему, является проведение постобработки, которая устраняет трещины и заполняет промежутки между слоями в объекте смолой, одобренной для использования в пищевых продуктах, но исследования, подтверждающие использование этого материала, еще не проводились. технологии или методы в пищевой промышленности.

Если вы хотите немного углубиться в эту тему, вы можете прочитать мою статью о безопасности нитей для печати формочек. Хотя здесь речь идет именно об этой посуде, представленную здесь информацию можно безопасно экстраполировать на другие области применения.

Возможно, вы заметили, что пока мы говорили только о FDM-принтерах. Чтобы не исключать членов нашего сообщества SLA, давайте рассмотрим наиболее важные соображения, которые следует учитывать при использовании этой технологии!

Токсична ли 3D-печать с SLA?

Технология SLA сильно отличается от FDM. В стереолитографии в качестве расходного материала используется жидкая смола, которая затвердевает (отверждается) лазером. Этот процесс обеспечивает гораздо более высокую точность размеров, чем обычные 3D-принтеры, поэтому он используется для изготовления более детализированных деталей или объектов очень маленького размера, которые невозможно изготовить с помощью FMD.

Недостатком использования этой технологии является высокая токсичность смолы в жидком состоянии и при отверждении в процессе печати. При попадании на кожу иногда вызывает мгновенную реакцию раздражения. Некоторые люди не замечают эту реакцию в течение нескольких дней. При длительном контакте на коже может развиться аллергия или даже повыситься чувствительность организма к смоле или УФ-излучению.

Сообщалось о случаях, когда люди работали со смолой без защиты в течение нескольких лет. Теперь они не могут контактировать с ним, так как даже запах смолы вызывает у них головную боль.

Поскольку смолы для 3D-печати гораздо более токсичны, чем нити для принтеров FDM, их использование должно осуществляться в контролируемых условиях, где установлены дополнительные меры безопасности. При работе с жидкой смолой всегда следует надевать латексные перчатки и защитные очки.

Безопасна ли еда SLA?

После отверждения смола становится твердой и относительно стабильной. Однако при ежедневном использовании изделие, напечатанное смолой, взаимодействует с химическими соединениями, присутствующими в пище, и может выделять токсичные вещества. По этой причине нельзя гарантировать оптимальный уровень безопасности при использовании этого материала на предметах, контактирующих с пищевыми продуктами.

Существуют смолы для использования в биомедицине, которые классифицируются как «биосовместимые», но эта сертификация дается для очень специфического использования в медицине и стоматологии. Их использование не рекомендуется в приложениях, отличных от исходного, для которого они были разработаны.

Одним из способов использования SLA 3d-печати в пищевой промышленности является изготовление пресс-форм для вакуумной формовки. С помощью этих форм вы можете термоформовать одобренные пластмассы для использования с пищевыми продуктами. Таким образом, пища соприкасается не со смоляной формой, а с безопасной пластиковой.

3D-печать все еще находится в стадии анализа, и еще предстоит сделать долгосрочные выводы о ее влиянии на здоровье. Пока у нас недостаточно информации, лучше оставаться в безопасности и предотвращать ущерб, усиливая меры безопасности.

Ознакомьтесь с разделом рекомендуемых продуктов

Мы создали раздел рекомендуемых продуктов, который позволит вам избавиться от догадок и сократить время, затрачиваемое на поиски того, какой принтер, нить накала или обновления приобрести, поскольку мы знаем, что это может быть очень сложной задачей и обычно приводит к путанице. .

Мы выбрали лишь несколько 3D-принтеров, которые, по нашему мнению, подходят как для начинающих, так и для продвинутых пользователей, и даже для экспертов, что упрощает принятие решения, а нити, а также перечисленные обновления были протестированы нами и тщательно отобраны. , чтобы вы знали, что любой из них будет работать так, как задумано.