FDM 3D打印機對健康有害嗎？如何應對,？

此前,，南極熊也曾報道過,，桌面FDM 3D打印機在打印過程中會有細微顆粒和有機物的排放,，有一些設備通過機身密封和加裝過濾器來凈化，可以有效的過濾掉排放的細微顆粒和有機物,。本文我們來繼續(xù)探討,，F(xiàn)DM 3D打印機對健康有害嗎？如何應對,？本文編譯自all3dp,。

之前的報道：200多種揮發(fā)性有機物，3D打印機噴出的有毒顆粒和隱藏的健康風險

3D打印有毒嗎,？如何防范健康風險


3D 打印機空氣濾清器：基礎知識
3D打印安全嗎,？

△像這樣的3D打印機著火并不是唯一會危害健康的事情（來源：Hackaday）

說到3D打印安全,，大多數(shù)人都會想到打印機著火,，然而，3D打印機也會產(chǎn)生顆粒物和揮發(fā)性有機化合物（VOCs）,。那么,，3D打印和顆粒物或VOCs到底有什么大問題呢？

我們將從安全的角度出發(fā),，介紹3D打印排放的主要問題,，更重要的是，還有一些誤區(qū),。最后,，我們會給你一些解決方案，這樣你就可以確保你和3D打印機附近的人在打印時是安全的,。

3D打印機空氣過濾器：基本原理
事實與虛構

△關于3D打印排放有很多誤解（來源：rwg42985 via YouTube）

談到3D打印的安全性,，在排放方面會出現(xiàn)一些誤區(qū)，這些誤區(qū)可以分為四大說法：

①虛構：在沒有通風系統(tǒng)的情況下,，3D打印PLA 是100%安全的,。

事實證明，PLA產(chǎn)生的顆粒物比ABS毒性更大,。然而,，在同樣的溫度下，PLA產(chǎn)生的顆粒并沒有ABS多,，這就導致了PLA在VOCs和超細顆粒方面的打印安全問題的混亂,。

換句話說,，較高的打印溫度往往比較低的溫度釋放出更多的超細顆粒和VOCs。由于PLA的打印溫度比ABS低,，所以總體上不會釋放那么多毒素,。

②虛構：如果它味道不大，就不會有害,。

這根本不是事實,，因為3D打印中的很多微量VOCs和超細顆粒并沒有強烈的氣味，氣味的有害性與危害性并沒有直接關聯(lián),。也就是說,，如果你能聞到3D打印機產(chǎn)生的煙霧，那么你無疑是吸入了VOCs和超細顆粒,，可能會對以后的健康造成影響,。

③虛構：3D打印機必須在室外通風，否則無法過濾,。

事實上,，大多數(shù)3D打印機是不向外通風的，因為這樣做時,，腔體熱量會流失,，增加了變形和其他不良影響的幾率。

④虛構：HEPA過濾器不會過濾掉3D打印機產(chǎn)生的納米顆粒,。

這也是不正確的,。HEPA過濾器可以而且確實可以過濾掉3D打印機產(chǎn)生的納米顆粒，盡管它們的等級是針對比超細顆粒更大的顆粒,。

3D打印機空氣過濾器：基本原理
排放

△3D打印絲材中的添加劑,，如著色劑，導致人們越來越擔心毒性問題（來源：Engineer Live)）

3D打印的排放一般分為兩大類：顆粒物排放和VOC排放,。下面我們將詳細討論每一種,，然后探討它們的危害性。

顆粒物

首先,，我們來定義一下顆粒,。由于FDM和SLA 3D打印機固化塑料的方式，總會有超細顆粒產(chǎn)生到空氣中,，可能在打印過程中被吸入,。然而，由于顆粒的尺寸非常小,，只有100納米或更小,，我們不可能看到這些 "超細顆粒"。

因此,，正是這些顆粒的大小使它們變得危險,。由于它們很容易被吸入,，長期接觸會對肺部或其他組織造成損害。

VOCs

與顆粒物相反,，VOCs是指當3D打印機使用某些絲材（如ABS）進行打印時,，您可能會聞到的 "煙霧"。

如果你曾經(jīng)聞到過燃燒的塑料,、干燥的油漆,，甚至是篝火的煙霧，你很可能已經(jīng)吸入了某種VOCs,。我們并不是說篝火的煙霧本身就非常危險,，然而，日復一日地吸入煙霧會導致各種疾病,，這取決于吸入的化學物質,。

3D打印機的類型很重要嗎？

不幸的是,，最常見的兩種3D打印機,，F(xiàn)DM和SLA，在正常打印設置下會產(chǎn)生顆粒和VOCs,。有幾篇文章,，如來自佐治亞理工學院和EPA的文章，直接指出了這些問題,，以及什么類型的東西會影響排放,。

3D打印機空氣過濾器：基本原理
危害性影響

△讓有害氣體遠離空氣（來源：Erik Sjölund via Nederman）

最大的問題是,，為什么吸入VOCs和顆粒物會有潛在危害,？說到VOCs，答案很直接,。如果你看過氣霧劑罐側面的警告下寫著 "請勿吸入",，上面有一堆與吸入相關的健康危害警告，這就是原因,。

具體來說,，根據(jù)HealthLinkBC的報道，吸入某些VOCs會引起各種短期健康問題,，如 "眼睛,、鼻子和喉嚨刺激、呼吸急促,、頭痛,、疲勞、惡心,、頭暈和皮膚問題",。長期的健康問題可能包括永久性器官損傷,，甚至某些癌癥。

相比之下,，超細顆粒的作用與VOCs有點不同,，因為顆粒本身不一定是有害的化學物質本身。超細顆粒的危害更多的是來自于它們的大小和它們深入肺部的能力,，以及其他類似的問題,。有證據(jù)表明，超細顆粒甚至會對心血管產(chǎn)生長期影響,，以及各種健康風險,。

相對風險有多大？

需要注意的是,，日常生活中的許多過程都會產(chǎn)生超細顆粒和VOCs,。常見的烹飪活動，如在燃氣灶上做飯,，會產(chǎn)生與3D打印相似數(shù)量的超細顆粒,。然而，應該格外小心,，因為3D打印機通常比傳統(tǒng)的燃氣灶運行時間長得多,，因此往往會產(chǎn)生更多的顆粒整體。

3D打印機空氣過濾器：基本原理
解決辦法

△封閉你的3D打印機有助于減少你將接觸到的排放物（來源：korgin1212 via Reddit）

希望我們沒有把你嚇得不輕,。而且,，不用害怕，在3D打印過程中,，有三種主要的方法可以減少VOCs和顆粒物的排放,。

將您的打印機放在一個封閉的環(huán)境中

減少顆粒物和VOCs的最大方法是首先防止它們離開打印機周圍的工作區(qū)域。許多人通過構建"圍墻"來實現(xiàn)這一目的,，以減緩毒素的擴散,，基本上將它們困在打印區(qū)域內(nèi)。

當然,，由于VOCs的顆粒大小和性質,，除非你的外殼是完美密封的，否則這不會讓你完全安全,，因為VOCs和顆粒會隨著時間的推移而泄漏出來,。然而，在許多情況下,，它將減緩其速度,，足以讓您現(xiàn)有的通風系統(tǒng)保持外殼外的顆粒密度相當?shù)汀?br />
使用過濾器過濾微粒和揮發(fā)性有機化合物(VOCs)

減少顆粒物和VOCs的第二種方法是使用帶有外殼的空氣過濾器，這樣顆粒物和VOCs就會被過濾器吸收。請看下面如何選擇正確的過濾器類型,，因為這取決于你要消除的排放類型（顆粒物與VOC）,。您有多種選擇，從相對DIY到昂貴的選擇,。

將煙氣排放到室外

第三種減少顆粒物和VOCs的方法是將打印區(qū)域簡單地排放到室外,。這個選項之所以被列在最后，是因為它有一個顯著的缺點,。通過將打印區(qū)域排放到室外,，你會冷卻打印區(qū)域。這將使ABS等絲材的打印變得困難,，因為如果沒有加熱的構建板和腔室,，打印件往往容易變形。

3D打印機空氣過濾器：基本原理
我需要哪種類型的過濾器,？

△活性炭和高等級MERV過濾器可用于VOCs和顆粒物（來源：Nordic Pure）

3D打印過濾器,，有哪些選擇呢？基本上,，為了同時過濾掉VOCs和顆粒物,，你需要下面兩種類型的過濾器。

請注意,，這適用于FDM和SLA 3D打印機,，盡管這兩種方法之間的顆粒和VOCs的相對數(shù)量不同。SLA往往需要去除更多的VOCs,，而FDM打印機往往需要去除更多的超細顆粒,。

1. HEPA過濾器或高等級MERV過濾器（MERV 17或更高）。這些類型的過濾器可以去除超細顆粒,。

2. 活性炭過濾器,。這種類型的過濾器可以去除VOCs。

當然,，活性炭過濾器和HEPA（或高MERV）過濾器都有很多形狀和尺寸,。盡管如此,，它們是一種相對簡單的去除空氣中顆粒物的解決方案,。HEPA空氣凈化器在正常的工作條件下，可以去除空氣中的超細顆粒,，效率非常高,，可以減少99.97%。

有趣的是,，盡管人們有一種誤解,，認為這些濾網(wǎng)只能工作到0.3微米的顆粒物，但事實上，由于布朗運動的作用,，更小的顆粒物會以更高的數(shù)量被濾網(wǎng)捕獲,。

因此，如果你想保持3D打印外殼中的熱量,，但仍然安全,，并去除顆粒和VOCs，你可以簡單地在3D打印外殼中放置一個空氣凈化器,�,？諝鈨艋�器應該使用HEPA和活性炭兩種類型的過濾器，以確保這兩種類型的排放物都能大大減少,。

3D打印機空氣過濾器：基本原理
買哪種過濾器,？

△一個簡單的3D打印過濾方案，是Alveo3D的這款可壁掛式過濾器（來源：Alveo 3D via YouTube）

這里有幾種方案可以用來過濾這些排放物

壁掛式裝置：Alveo3D制造了一個3D打印過濾裝置,，可以過濾掉VOCs和超細顆粒,。每個過濾器由HEPA H13和活性炭制成，并包括一個120毫米的高壓風扇,，以使空氣通過過濾器,。

空氣凈化器：另一種選擇是購買一個空氣凈化器，并在你的3D打印外殼內(nèi)使用它來過濾VOCs和顆粒,。

3D打印的凈化器：我們的最后一個選項看起來相當愚蠢,，但你可以用一次性P100過濾器和一些3D打印部件來制作，盡管你可能需要一個額外的風扇來使其工作,。設計師認為這種類型的過濾器對減少超細顆粒沒有任何作用,，但正如我們之前提到的，由于過濾的布朗運動理論,，情況并非如此,。

需要注意的是，放置過濾器的位置會影響其功效,。我們建議根據(jù)制造商的指示來放置過濾器,，根據(jù)過濾器的類型和通過過濾器的空氣量，過濾器的位置會有所不同,。

3D打印機空氣過濾器：基本原理
在這段時間里,，我可以做什么？

△打開窗戶可以降低打印中的VOCs和微粒（來源：Walter Westerman via WCMA）

如果你正在尋找一個快速的解決方案,，但還沒有決定你要使用什么類型的過濾系統(tǒng),，你可以通過幾個簡單的方法來減少排放的影響。

首先,，如果房間內(nèi)有其他過濾器,，暫時過濾器的MERV等級,，可以降低空氣中的顆粒物。

或者,，如果溫度不是太熱或太冷,，你可以在一個開放的窗口附近打印，降低總的顆粒和VOCs ,。理想情況下,，應該在打印機附近安裝一個風扇，將顆粒物和VOCs吹到外面,，盡量減少室內(nèi)的循環(huán),。


編譯自：all3dp