眾多研究證實 3D 打印的危害

美國環(huán)境保護署（EPA）的兩項研究分析了 3D 打印中細絲擠出機的排放，這些設備用于創(chuàng)建 3D 打印的細絲。然后使用模擬模型查看產(chǎn)生的顆粒數(shù)量，以及在不同年齡段的人使用 3D 打印機時這些材料顆粒沉積在人體的哪些部位。

研究發(fā)現(xiàn)，細絲擠出機釋放出的小顆粒和蒸汽量與 3D 打印的其他研究中發(fā)現(xiàn)的相似。并且模擬模型預測，對于 9 歲及以下的兒童，肺部單位表面積的顆粒質量沉積更高。但是需要更多的研究來確定吸入劑量為多少。

EPA 相關研究的主要作者之一 Peter Byrley 在一份聲明中說：“迄今為止，公眾幾乎沒有意識到 3D 打印機可能產(chǎn)生的危害。這項研究的潛在社會效益是提高公眾對 3D 打印機危害，以及兒童可能更高危害性的認識�！�

由美國國家職業(yè)安全與健康研究所 Yong Qian 博士進行的另一項研究表明，通過檢查吸入暴露在 3D 打印過程產(chǎn)生顆粒的人體肺細胞和動物，評估 3D 打印過程中產(chǎn)生的丙烯腈 － 丁二烯 － 苯乙烯（ABS）排放物的潛在毒性。

這項名為 “ABS 打印機排放引發(fā)體外和體內毒性” 的研究結果表明，打印過程中排放的顆粒在人肺細胞中引起中度毒性，在動物中產(chǎn)生的毒性較小。

值得注意的是，盡管今天提出的許多研究仍處于早期階段，但它為證實 3D 打印機具有潛在毒性增加了越來越多的證據(jù)。

例如，去年發(fā)表的相關研究發(fā)現(xiàn)，ABS 和聚乳酸（PLA）顆粒均會對細胞活力產(chǎn)生負面影響，后者會引發(fā)更強的毒性反應。

領導這項研究的佐治亞理工學院地球與大氣科學學院教授 Rodney Weber 說：“毒性測試表明，與 ABS 顆粒相比，PLA 顆粒的毒性更大，但因為打印機排放的 ABS 材料顆粒占據(jù)主要部分，所以 ABS 排放的細微顆粒才是更令人擔憂的�！�

總的來說，這些研究表明，隨著時間的推移，暴露在這些 ABS 細絲顆粒中可能會像城市環(huán)境中被車輛或其他排放物污染的空氣一樣有毒。

這項研究還發(fā)現(xiàn)，熔化 ABS 細絲所需的溫度越高，產(chǎn)生的顆粒排放量就越大，并且從 3D 打印機排放的 ABS 顆粒的化學特性與 ABS 細絲不同。

Weber 說：“當 ABS 細絲公司生產(chǎn)某種類型的細絲時，他們可能會添加少量的其他化合物來實現(xiàn)某些特性，但他們通常不會透露這些添加劑是什么。由于這些添加劑似乎會影響 ABS 的排放量，并且添加到 ABS 中添加劑的類型和數(shù)量可能會有很大的差異，因此消費者可能會購買某種 ABS 細絲，它產(chǎn)生的排放量可能會遠遠超過不同供應商的排放量�！�

所以選擇一種更加環(huán)保的材料，也尤為重要。

杜克大學 Joana Marie Sipe 進行的另一項研究發(fā)現(xiàn)，3D 打印可能不僅對人體有害，而且由打印機制造的塑料制成的副產(chǎn)品也可能對環(huán)境造成破壞。

在這項研究中，Sipe 開發(fā)了一種機器，可以測量塑料產(chǎn)品（例如水壺）在使用過程中以及在環(huán)境中通過摩擦和打磨可以分解的程度。然后將塑料顆粒喂給魚類，觀察塑料中的納米顆粒對它們器官的影響。

她發(fā)現(xiàn)，當塑料分解時，摻入的納米材料會暴露于環(huán)境中。研究人員能夠預測被魚吃掉時從塑料中逸出的納米顆粒的百分比，從而提供了一種矩陣釋放因子（MRF），可以用來找出當有人咀嚼產(chǎn)品或產(chǎn)品在海洋中分解時釋放出的塑料和納米粒子的數(shù)量。

Sipe 說：“這項研究有助于根據(jù)特定消費產(chǎn)品的 MRF 值，設定納米材料填充劑的添加量，這些數(shù)據(jù)可以幫助確定有多少塑料或納米填充產(chǎn)品向環(huán)境或人體釋放污染物�！�

亟待解決的問題

會議也提出，隨著 3D 打印技術的日益普及，監(jiān)管機構、制造商和用戶可能需要將注意力集中在更好地管理潛在風險上。

例如，3D 打印機的操作員可以采取一些措施來減輕其對空氣質量的影響，包括：

僅在通風良好的區(qū)域操作 3D 打印機；

將噴嘴溫度設置為建議的 ABS 細絲材料溫度范圍的下限；

遠離正在運行中的 3D 打印系統(tǒng)；

使用經(jīng)測試和驗證具有低排放量的機器和 ABS 細絲。

現(xiàn)如今，3D 打印技術越來越多地用于家庭、學校、圖書館和其他人們通�；ㄙM大量時間的場所。

同時在疫情期間，3D 打印廣泛用于制造 COVID－19 的口罩、呼吸器和其他個人防護設備，因此解決這些顆粒的問題有了新的緊迫性。

但是 3D 打印過程釋放顆粒污染的問題，并不是一個容易解決的問題�；蛟S將來在材料、工程機械等多學科的共同發(fā)展下，這個難題最終會被攻克，屆時人們才能真正安全地使用 3D 打印技術。