Der er ingen tvivl om det fremragende, som 3D-printere har bragt til verden, men der er en afgørende tanke, når der er tale om den fare, som disse maskiner udgør. Denne artikel koncentrerer sig om at erkende, om filamenter, der anvendes til 3D-printning, er giftige for sundheden eller ej.

Røg fra 3D-printerfilamenter er giftige, når de smeltes ved meget høje temperaturer, så jo lavere temperatur, jo mindre giftigt er et 3D-printerfilament generelt. PLA er kendt som det mindst giftige filament, mens Nylon er et af de mest giftige filamenter derude. Du kan reducere giftigheden med et kabinet og en luftrenser.

For at sige det på lægmandsplan er 3D-printing en procedure, der involverer termisk nedbrydning. Det betyder, at når printfilamentet smeltes ved en for høj temperatur, vil det afgive giftige dampe og frigive flygtige forbindelser.

Disse biprodukter udgør derfor et sundhedsproblem for brugerne, men det er forskelligt, hvor skadelige de kan være, hvilket skyldes en række årsager, som vil blive diskuteret senere i denne artikel.

Hvordan kan 3D-printerfilament ødelægge vores helbred?

Den hastighed, hvormed termoplasten begynder at udsende farlige partikler, er direkte proportional med temperaturen. Højere temperatur betyder, at der udsendes en større mængde af disse truende partikler, og at der er en større risiko forbundet hermed.

Ved siden af hinanden skal det understreges, at den faktiske toksicitet kan variere fra filament til filament. Nogle er mere skadelige, mens andre er mindre skadelige.

Ifølge en undersøgelse foretaget af ACS Publications frigiver nogle filamenter styren, som formodes at være kræftfremkaldende. Styren kan forårsage bevidstløshed, cephalgia og træthed.

Desuden har de giftige dampe, der frigives fra den smeltede plast, ofte tendens til at ramme åndedrætsorganerne og kan forårsage direkte skader på lungerne. Desuden er der også en risiko for hjerte-kar-sygdomme, da giftstoffer kommer ind i blodbanen.

Indånding af de partikler, der afgives af termoplast, forværrer desuden risikoen for astma.

For at se nærmere på sagen skal vi forstå, hvad der præcist er farerne og i hvilken form. Ikke kun dette, men også generelle oplysninger om de mest populære filamenter til printning og deres sikkerhedsproblemer kommer nu.

Forklaret toksicitet

En bedre forståelse af, hvorfor termoplast kan være livsfarligt for mennesker, vil hjælpe med at afkode hele fænomenet.

Grundlæggende virker en 3D-printer som et mirakel ved at udskrive lag over lag, men den forurener luften, og hvordan den gør det, er det primære for os at fokusere på.

Når termoplast smeltes ved høje temperaturer, begynder det at udsende partikler, som kan have negative konsekvenser for luftkvaliteten indendørs og dermed forårsage luftforurening.

Ved at identificere denne form for forurening er det blevet afsløret, at der er to hovedtyper af partikler, der opstår under trykning:

• Ultrafine partikler (UFP'er)
• Flygtige organiske forbindelser (VOC'er)

Ultrafine partikler har en diameter på op til 0,1 µm. De kan let trænge ind i kroppen og målrettes specifikt mod lungecellerne. Der er også en række andre sundhedsrisici forbundet med indtrængning af UFP'er i menneskekroppen, f.eks. forskellige hjerte-kar-sygdomme og astma.

Flygtige organiske forbindelser som styren og benzen udgør også en risiko for brugerne af 3D-printere, da de har en forbindelse med kræft. Miljøbeskyttelsesmyndighederne (EPA) kategoriserer også VOC'er som giftige stoffer.

Forskning udført af Georgia Institute of Technology i samarbejde med Weizmann Institute of Science i Israel har taget foranstaltninger til at vise den negative indvirkning af partikelemission fra 3D-printere uden tvivl.

Med henblik herpå lod de koncentrationen af partikler fra 3D-printere komme i kontakt med menneskelige respiratoriske celler og celler fra rotternes immunsystem. De fandt ud af, at partiklerne fremkaldte en toksisk reaktion og påvirkede cellens potentiale.

Hvad angår filamenterne i særdeleshed, tog forskerne PLA og ABS, to af de mest almindelige filamenter til 3D-printning, og de rapporterede, at ABS viste sig at være mere dødelig end PLA.

Grunden til dette er, at der produceres flere emissioner, når temperaturen stiger, når filamenterne smelter. Da ABS er et printmateriale, som det tager mange grader at smelte, kan det afgive flere dampe end PLA, som smelter ved en lavere temperatur.

Når det er sagt, er det ret overraskende, at mange mennesker er uvidende om de sundhedsrisici, der er forbundet med 3D-printing.

Mange brugere har rapporteret om hovedpine, svimmelhed og træthed efter at have brugt noget tid med deres printere, men fandt senere ud af, at hovedårsagen til deres dårlige helbred var den konstante eksponering.

De fem mest almindelige filamenter & toksicitet

For at belyse emnet yderligere vil vi se nærmere på og diskutere de 5 mest almindeligt anvendte udskrivningsfilamenter, deres sammensætning og om de udgør nogen fare.

1. PLA

PLA (Polylactic Acid) er et unikt termoplastisk filament, der er fremstillet af naturlige ressourcer som sukkerrør og majsstivelse. PLA er biologisk nedbrydeligt og er derfor det foretrukne valg for printentusiaster og eksperter.

Da PLA er den type filament, der smelter ved en lavere temperatur, omkring 190-220 °C, er det mindre tilbøjeligt til at blive skævt og mindre modstandsdygtigt over for varme.

Selv om det ikke kan være godt for nogen at indånde røgen fra nogen form for plastik, så er PLA i forhold til det berygtede ABS den bedste i forhold til udledning af giftige dampe. Dette skyldes primært, at det ikke kræver intense forhold for at blive ekstruderet ud på printlejet.

Ved termisk nedbrydning nedbrydes det til mælkesyre, som generelt er uskadelig.

PLA er blevet betragtet som miljøvenligt, selv om det kan være mere skørt end ABS og også mindre tolerant over for varme. Det betyder, at en varm sommerdag med høje temperaturer kan få de trykte genstande til at deformere og miste deres form.

Se OVERTURE PLA Filament på Amazon.

2. ABS

ABS står for Acrylonitrile Butadiene Styrene. Det er en af de mest almindelige filamenter til printning, der anvendes til at forme objekter, der skal kunne tåle høje temperaturer. Selv om det betegnes som en ikke-biologisk nedbrydelig plast, er ABS-filamentet duktilt og varmebestandigt.

ABS er dog med sin almindelige anvendelse gennem årene begyndt at få flere øjenbryn til at hæve sig på grund af dets sikkerhedsforanstaltninger.

Da ABS smelter ved meget høje temperaturer, især mellem 210-250 °C, begynder det at udsende røg, som ifølge rapporter er ubehageligt for brugerne.

Det er ikke kun en let gene, men længerevarende udsættelse kan forårsage øjenirritation, åndedrætsbesvær, hovedpine og endda træthed.

Se SUNLU ABS Filament på Amazon.

3. Nylon (polyamid)

Nylon er en termoplast, der er meget kendt i trykindustrien for sin høje holdbarhed og smidighed, og som kræver opvarmning mellem 220 °C og 250 °C for at opnå optimal ydeevne.

Der kræves et opvarmet printbed til nylonbaserede filamenter for at sikre god vedhæftning og lav risiko for vridning.

Selv om nylon er langt stærkere end ABS eller PLA, er det yderst nødvendigt med et lukket printkammer for at minimere sundhedsrisici. Nylon mistænkes for at afgive et VOC kaldet Caprolactam, som er giftigt ved indånding og kan forårsage alvorlige skader på åndedrætsorganerne.

Derfor vil det være alarmerende at arbejde konstant i et miljø, hvor filamentet er nylonbaseret, og det anbefales at være forsigtig.

Se OVERTURE Nylon Filament på Amazon.

4. Polycarbonat

Polycarbonat (PC) er uden tvivl et af de stærkeste printmaterialer, der findes på markedet. Hvad PLA eller ABS ikke kan tilbyde, kan Polycarbonat virkelig tilbyde.

De har fænomenale fysiske egenskaber og er i frontlinjen i fremstillingen af tunge genstande som skudsikkert glas og byggematerialer.

Polycarbonat kan bøjes i alle former uden at knække eller gå i stykker, og de er desuden ekstremt modstandsdygtige over for høje temperaturer.

Men hvis de har en høj temperaturtolerance, betyder det også, at de har større risiko for at skævvride sig. Derfor er en indkapsling over printeren og en forvarmet platform et must, når du printer med pc.

Når vi taler om sikkerhedsspørgsmål, udsender polycarbonat også et betydeligt antal partikler, som kan være sundhedsskadelige. Brugere har rapporteret, at det begynder at svie i øjnene at stirre for længe på det objekt, der er trykt med PC.

Tjek Zhuopu Transparent Polycarbonat Filament på Amazon.

5. PETG

Polyethylenterephthalat, der er revideret med glykolisering, har givet PETG, et filament, der er på vej til at blive mere og mere populært alene på grund af dets ikke-forurenende egenskaber og høje kapacitet.

PETG har en blank og glat finish på objekterne, hvilket gør det meget praktisk og et godt alternativ til PLA og ABS.

Derudover har mange PETG-brugere givet positiv feedback om, at de har oplevet meget lidt eller ingen forvridning, og at filamentet også gør det lettere at holde fast på printplatformen.

Det gør det til en stor konkurrent på markedet, da det også er vandafvisende og almindeligvis anvendes til fremstilling af vandflasker af plast.

Se HATCHBOX PETG Filament på Amazon.

Tips til, hvordan man reducerer eksponering for toksicitet fra filamenter

Så snart folk bliver informeret om giftigheden af nogle af de mest anvendte filamenter, vil de alle stille det samme spørgsmål: "Hvad gør jeg nu?" Heldigvis er forholdsreglerne ikke ligefrem raketvidenskab.

Korrekt ventilation

De fleste printere leveres på forhånd med højt specialiserede kulfiltre for at minimere emissionen af røg. Uanset dette er det helt op til os at vurdere og indstille de korrekte udskrivningsbetingelser.

Det anbefales altid at printe et sted, hvor der er installeret et godt ventilationssystem, eller et sted i det fri. Dette hjælper med at filtrere luften og fjerne dampene.

Begrænsning af eksponeringen

Det er en god idé at sørge for, at din 3D-printer står i et område, som folk ikke konstant er udsat for. Hellere et udpeget område eller rum, som folk ikke skal have adgang til for at komme til et ønsket område.

Målet her er at begrænse eksponeringen for partikler og skadelige emissioner fra din 3D-printer.

Hvad du må og ikke må

Det skal du gøre

• Opsætning af din 3D-printer i en garage
• Brug af et ikke-giftigt printerfilament
• at holde den generelle bevidsthed om den trussel, som visse termoplasttyper udgør, ved lige
• Udskiftning af printerens kulbaserede filter konsekvent, hvis der er et sådant

Det skal du ikke gøre

• Opstilling af din 3D-printer i dit soveværelse eller din stue med dårlig ventilation
• Du undersøger ikke grundigt det filament, du bruger
• Lad printeren køre natten over på det samme sted, hvor du sover