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3D打印机可能对人类有毒 | 智能技术
时间:2020-12-22 来源:章鱼通


印刷过程中释放的粒子体积小,足以渗入肺部深处,可能影响室内空气质量和公众健康。


一些新的研究发现3D打印机可能排放对人类有害的有毒粒子。


12月15日风险分析学会虚拟年度会议上的研究表明,印刷过程中释放的粒子可能影响室内空气质量和公众健康。


对于未启动的打印机, 3D打印机的工作通常是熔化塑料薄膜或纳米粒子、金属、热塑料等其他基本材料。然后将熔化材料层层叠加,形成物体。塑料或其他基料加热融化后,会将挥发性化合物释放到打印机和物体附近的空气中。


在印刷过程中释放到环境中的化学副产品和粒子的制造时间越长,有些则太小,足以渗入肺部,造成损害。


今天在会上提出的研究报告审查了各种类型的排放以及风险有多大。


例如,环境保护局(EPA)的两项研究分析了3D打印机脱衣机(用于制造3D打印机脱衣机的装置)的排放量,然后使用模拟模型,以了解产生了多少粒子,以及在不同年龄组使用3D打印机时这些粒子沉积在哪里。


研究发现,脱硫器释放了与3D打印机其他研究相似的小颗粒和蒸汽,模拟模型预测9岁及以下儿童肺部每个表面区域的粒子质量沉积量较高。但还需要开展更多研究,以确定吸入剂量会有多大。


另一项研究由国家职业安全和健康研究所的Yong Qian进行,通过检查人体肺部细胞和通过吸入接触到的大鼠,研究了3D打印过程中产生的丙烯腈/苯乙烯(ABS)排放的潜在毒性。研究表明,所排放的粒子对人类肺部细胞的毒性中等,对大鼠的毒性最小。


还值得注意的是,虽然今天介绍的许多研究仍处于早期阶段,但它确实增加了3D打印机潜在毒性的证据。


例如,去年发表的研究发现, ABS和Polylactic acid粒子都对细胞生存能力产生了不利影响,后者引起了毒性更强的反应。


领导这项研究的乔治亚州理工学院(Georgia Tech ’ s School of Earth & Atmospheric Sciences)教授罗德尼·韦伯(Rodney Weber)说, “毒性测试显示,与ABS粒子相比, PLA粒子的毒性更大,但由于打印机排放的ABS粒子要多得多,最终更令人担忧的是ABS的排放。 ”"总之,这些试验表明,随着时间的推移,在受到车辆或其他排放污染的城市环境中,接触这些肮脏粒子可能与空气一样有毒" 。


研究还发现,熔化细丝所需的温度越热,产生的排放量就越多, 3D打印机排放的ABS粒子的化学特性与ABS细丝不同。


“当丝丝公司制造某种类型的丝丝时,它们可能会增加少量的其他化合物,以达到某些特性,但它们大多不会透露这些添加剂是什么, ”韦伯说。“因为这些添加剂似乎影响到ABS的排放量,而且添加到ABS中的添加剂的种类和数量可能有很大差异,消费者可能会购买某种ABS漏洞,而它产生的排放量可能远远超过来自不同销售商的排放量。 ”


这一点特别重要,因为3D打印机在人们花费大量时间的家庭、学校和其他地方变得更加普遍。


环保局研究的主要作者之一彼得·伯利(Peter Byrley)在一份声明中说, “到目前为止,公众对3D打印机排放的可能性知之甚少。 ”"这项研究的潜在社会效益是提高公众对3D打印机排放以及儿童可能更容易受到污染的认识" 。


杜克大学(Duke University)的约安娜·玛丽·西佩(Joana Marie Sipe)进行的另一项研究发现, 3D打印可能不仅对人类有害,打印机用塑料制成的双产品也可能对环境有害。


为了这项研究, Sipe开发了一台机器,可以测量塑料制品,比如水瓶,在使用过程中和在环境中可以通过橡胶和洗涤分解出多少。然后将塑料粒子喂入鱼类,以了解塑料中的纳米粒子对其器官的影响。


她发现,当塑料分解时,被纳入其中的纳米材料会暴露在环境中。研究人员能够预测鱼类食用塑料中产生的纳米粒子的百分比,提供了一个矩阵释放因子,可用于发现在有人追逐产品或产品在海洋中分解时释放的塑料和纳米粒子的数量。


Sipe在一份声明中表示: “这项研究可以帮助制定法规,根据特定消费品的MRF值,规定可以添加多少纳米填充物。 ”“数据可以帮助确定塑料和(或)纳米填充产品向环境或人体释放污染物的程度。 ”


因此,尽管3D打印让很多产品更容易获得,成本也更低,就像我们在Covid - 19面部盾牌、呼吸器和其他个人防护设备的制造中看到的那样,但考虑潜在的风险也很重要。随着3D打印技术的普及,监管机构、制造商和用户可能需要把注意力集中在更好地管理这些风险上。


例如, 3D打印机操作员可采取一些措施,以减轻其对空气质量的影响,其中包括:仅在通风良好的地区运行3D打印机,将喷嘴温度定在所建议的细丝材料温度范围的低端,使用经测试和核实排放量低的机器和过滤器。


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