3D打印有毒吗？如何防范健康风险

南极熊导读：3D打印（或增材制造）正在变得越来越重要，不再限于简单3D打印塑料和金属薄板，而更多地改变原型制作和生产过程。现在全球3D打印机每年销售量超过300万台，其中多数是FDM 3D打印机。但是，3D打印有毒吗？如何防范健康风险？

Underwriters Laboratories研究所和佐治亚理工学院（Georgia Tech）的Chemical Insights发现，许多台式3D打印机在工作的时候，会产生可能影响人类健康的超细颗粒（UFP）和许多挥发性有机化合物（VOC）。

超细颗粒可以被吸入并深入人肺系统，引发肺部刺激、呼吸道和胸部不适，以及哮喘。长期接触可能导致呼吸系统疾病和心血管疾病。接触挥发性有机化合物，会导致头痛，刺激眼和鼻子，引起类似流感的症状。当在小型或通风不良的房间（例如小型车间或单个工作站），以及具有多台打印机同时运行，且通风控制不足的大型工业空间中使用3D打印机时，这些健康问题尤其值得注意。

FDM线材、排放物和毒性

研究发现，不同的3D打印线材，产生的排放物和排放物的毒性会不同。其中大多数是化学成分已知的热塑性塑料，但可能存在添加剂和其他杂质。研究显示了与线材相关的一系列VOC：

已发现丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）线材，会释放超过175种不同的VOC，包括致癌物，如苯乙烯和二氯甲烷。

聚乳酸（PLA）线材，会产生了50多种已确定的VOC，包括会影响眼睛、皮肤、呼吸系统和中枢神经系统的1－丁醇。但是，PLA的排放率远低于ABS。

尼龙线材发出一系列不同的低水平VOC。超过90％的挥发性排放物是己内酰胺，会影响眼睛、皮肤、肝脏、肾脏和呼吸系统、心血管和中枢神经系统。

VOC排放成分和总VOC排放水平取决于材料种类、温度等。ABS和尼龙线材的超细颗粒和总VOC排放速率均高于PLA。

以下是解决问题的步骤，保护免受3D打印带来的健康危害。

操作时避免站在打印机附近或上方；

将喷嘴温度设置在建议温度范围的下限，同时又不会降低打印质量；

使用3D打印机制造商特别推荐的材料；

购买安全的3D打印设备和材料；

此外，美国国家职业安全与健康研究所（NIOSH）建议：

在打印机附近放置装有高效微粒空气（HEPA）过滤的局部排气通风系统；

使用通风的机壳，或者密闭空间；

将打印机放在通风橱，或排到外面的通风孔；

制定一套标准操作程序以减少暴露的可能性；

禁止在打印车间附近饮食；

使用个人防护设备，例如防热手套或耐化学手套，安全眼镜或面罩，实验室工作服或工作服等；

适当时考虑使用呼吸防护设备。

设定标准

尽管有一些保护工业环境中，针对特定VOC和总颗粒的工人职业标准和准则，但并未针对UFP，或3D打印排放物中发现的许多VOC。

Chemical Insights与包括打印机制造商和用户在内的一系列利益相关者合作，为测试和评估3D打印机的颗粒和化学物质排放，创建了美国国家标准。该研究集中于熔融长丝制造技术，但标准中介绍的方法也适用于其他打印机类型。

标准ANSI ／ CAN ／ UL 2904包含排放量的测量和健康评估协议（《ANSI／CAN／UL Standard Method for Testing and Assessing Particle and Chemical Emissions from 3D Printers》，这些排放量可以从使用3D打印机和打印介质的打印应用程序释放。虽然它适用于通常在学校、家庭、办公室、图书馆和其他非工业室内空间中使用的打印机，但对制造工厂中的室内空气的影响也可能适用。

作者：玛丽莲·布莱克（Marilyn Black）博士是研究低剂量化学暴露对人体健康的影响的领导者，并致力于寻找减少化学暴露的方法，特别是在减少儿童化学暴露方面具有丰富的经验。她是Underwriters Laboratories的副总裁兼高级技术顾问。