3D打印影響室內(nèi)空氣質(zhì)量,，研究仍需進(jìn)一步檢測(cè)

來源： 儀器網(wǎng)

從20世紀(jì)80年代3D打印成為現(xiàn)實(shí)開始,，僅僅30多年,，3D打印技術(shù)就已經(jīng)深入到社會(huì)生活的各個(gè)方面,。工業(yè)級(jí)別的3D打印機(jī)可以用于復(fù)雜零部件的一次成型,，不僅可以減少成本,，還可以保持零件之間質(zhì)量與精度的統(tǒng)一,，還可以用于模具的快速制作，提高生產(chǎn)效率,。而桌面級(jí)別的3D打印機(jī)也已經(jīng)在我們的日常生活中有了廣泛應(yīng)用,。

3D打印的工作原理是以線材塑料或其他基礎(chǔ)材料為原料，通過高溫將材料融化,，并按照數(shù)字模型分區(qū)形成的截面逐層累增打印,。常用的熱塑材料有ABS樹脂、HIPS,、聚碳酸酯,、尼龍等。在打印過程中，熱塑材料在高溫下融化,，不僅會(huì)釋放出多種揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs),，還會(huì)釋放出大量超微顆粒(UFP，直徑小于0.1微米的粒子),，從而降低室內(nèi)空氣質(zhì)量,，甚至對(duì)人體健康造成危害。

不同材料進(jìn)行3D打印時(shí)釋放的VOCs成分也有區(qū)別,，例如ABS會(huì)釋放苯乙烯,。對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng),、循環(huán)系統(tǒng)等造成毒害,。而超微顆粒可以通過呼吸在肺部沉積,，甚至透過肺泡進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng),，從而損害人體健康。過去幾年,，已經(jīng)有多項(xiàng)研究對(duì)3D打印釋放的污染物對(duì)人類健康可能造成的負(fù)面影響進(jìn)行了調(diào)查,，并得出了一些結(jié)果。例如UL化學(xué)安全和佐治亞理工學(xué)院就曾進(jìn)行過為期兩年的調(diào)查,，探討臺(tái)式3D打印機(jī)對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量影響,。

12月15日，3D打印和新興材料暴露和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研討會(huì)上,，一些新的研究成果發(fā)布,，不僅揭示了3D打印釋放的超微顆粒對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量和公共健康的影響，也探討了這些釋放物的具體成分,、顆粒大小和停留時(shí)間等研究,。如美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全和健康研究所的研究評(píng)估了ABS 樹脂釋放的顆粒對(duì)于人類肺部細(xì)胞的毒性。

3D打印污染排放的研究對(duì)于檢測(cè)儀器的依賴程度很高,。其中的VOCs可以需要使用質(zhì)譜儀器進(jìn)行檢測(cè),。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署的一項(xiàng)研究就使用了定制的反應(yīng)器和質(zhì)譜儀(熱診斷研究系統(tǒng)(STDS))，在反應(yīng)器中模擬實(shí)際打印過程中加熱的時(shí)間,、溫度以及以及噴嘴處的氧氣濃度,，然后利用質(zhì)譜儀器進(jìn)行分析。超微顆粒的在環(huán)境空氣污染研究就已經(jīng)有了較為成熟的計(jì)數(shù)與分析系統(tǒng),，可以集超微顆粒計(jì)數(shù)和視頻記錄于一體,。通過類似的系統(tǒng)，研究者可以分析3D打印時(shí),，超微顆粒的分布,、在空氣中的停留時(shí)間等情況,。

目前，3D打印污染排放的研究仍然處于起步階段,，國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究更少,。技術(shù)是科技發(fā)展的趨勢(shì)之一，未來還會(huì)在生產(chǎn)和生活中進(jìn)一步普及,。因此關(guān)于這種技術(shù)對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體健康的損害都是必須要解決的問題,。有一些簡(jiǎn)單的措施可以幫助操作人員減少3D 打印對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的負(fù)面影響，比如保持通風(fēng)良好,、為3D打印加裝外殼,、等噴嘴溫度設(shè)置為材料溫度范圍的下限等。然而這些措施治標(biāo)不治本,，要想徹底解決這一難題,，我們還是需要從材料以及3D打印技術(shù)本身的改進(jìn)著手，而這要求我們升級(jí)檢測(cè)手段,，對(duì)3D打印污染排放有更深的了解,。