Δεν υπάρχει καμία αμφιβολία για την υπεροχή των όσων έχουν φέρει οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές στον κόσμο, αλλά μια κρίσιμη σκέψη έρχεται στο μυαλό όταν τίθεται θέμα κινδύνου που επιβάλλουν αυτά τα μηχανήματα. Αυτό το άρθρο επικεντρώνεται στην αναγνώριση του κατά πόσον τα νήματα που χρησιμοποιούνται για την τρισδιάστατη εκτύπωση είναι τοξικά για την υγεία ή όχι.

Οι αναθυμιάσεις από νήματα 3D εκτυπωτή είναι τοξικές όταν λιώνουν σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, οπότε όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο λιγότερο τοξικό είναι γενικά ένα νήμα 3D εκτυπωτή. Το PLA είναι γνωστό ως το λιγότερο τοξικό νήμα, ενώ το νάιλον είναι ένα από τα πιο τοξικά νήματα εκεί έξω. Μπορείτε να μειώσετε την τοξικότητα με ένα περίβλημα και έναν καθαριστή αέρα.

Για να το θέσουμε με απλά λόγια, η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μια διαδικασία που περιλαμβάνει θερμική αποσύνθεση. Αυτό σημαίνει ότι όταν το νήμα εκτύπωσης λιώνει σε υπερβολικά υψηλή θερμοκρασία, είναι βέβαιο ότι εκλύει τοξικές αναθυμιάσεις και απελευθερώνει πτητικές ενώσεις.

Αυτά τα βιο-προϊόντα, επομένως, αποτελούν πρόβλημα για την υγεία των χρηστών. Η ένταση με την οποία μπορούν να αποδειχθούν επιβλαβή, ωστόσο, ποικίλλει για διάφορους λόγους που θα συζητηθούν αργότερα σε αυτό το άρθρο.

Πώς μπορεί το νήμα 3D εκτυπωτή να χαλάσει την υγεία μας;

Ο ρυθμός με τον οποίο τα θερμοπλαστικά αρχίζουν να εκπέμπουν επικίνδυνα σωματίδια είναι ευθέως ανάλογος της θερμοκρασίας. Υψηλότερη θερμοκρασία σημαίνει ότι εκπέμπεται μεγαλύτερη ποσότητα αυτών των απειλητικών σωματιδίων και ότι υπάρχει μεγαλύτερος κίνδυνος.

Πρέπει να επισημανθεί ότι η πραγματική τοξικότητα μπορεί να διαφέρει από νήμα σε νήμα. Κάποια είναι περισσότερο επιβλαβή, ενώ άλλα λιγότερο.

Σύμφωνα με μελέτη που διεξήχθη από τις εκδόσεις ACS, ορισμένα νήματα απελευθερώνουν στυρένιο, το οποίο θεωρείται καρκινογόνο. Το στυρένιο μπορεί να προκαλέσει απώλεια αισθήσεων, κεφαλογιά και κόπωση.

Επιπλέον, οι τοξικές αναθυμιάσεις που απελευθερώνονται από το λιωμένο πλαστικό, συχνά τείνουν να στοχεύουν το αναπνευστικό σύστημα και έχουν την ικανότητα να προκαλούν άμεση βλάβη στους πνεύμονες. Επιπλέον, υπάρχει επίσης κίνδυνος για καρδιαγγειακές παθήσεις, καθώς οι τοξίνες εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος.

Η εισπνοή των σωματιδίων που εκπέμπονται από τα θερμοπλαστικά επιδεινώνει επιπλέον την πιθανότητα άσθματος.

Για να εξετάσουμε το θέμα προσεκτικά, πρέπει να καταλάβουμε ποιος ακριβώς είναι ο κίνδυνος και σε ποια μορφή. Όχι μόνο αυτό, αλλά και γενικές πληροφορίες σχετικά με τα πιο δημοφιλή νήματα εκτύπωσης και τις ανησυχίες τους για την ασφάλειά τους πρόκειται επίσης να ακολουθήσουν.

Η τοξικότητα εξηγείται

Η καλύτερη κατανόηση της έννοιας του γιατί τα θερμοπλαστικά μπορούν να αποβούν μοιραία για την ανθρώπινη ζωή θα βοηθήσει στην αποκρυπτογράφηση του όλου φαινομένου.

Βασικά, ένας τρισδιάστατος εκτυπωτής κάνει θαύματα εκτυπώνοντας στρώμα πάνω σε στρώμα, αλλά με αυτόν τον τρόπο ρυπαίνει τον αέρα. Το πώς το κάνει αυτό, είναι πρωταρχικό για εμάς να επικεντρωθούμε.

Όταν τα θερμοπλαστικά λιώνουν σε υψηλές θερμοκρασίες, αρχίζουν να εκπέμπουν σωματίδια που μπορεί να έχουν αρνητικές συνέπειες στην ποιότητα του αέρα στους εσωτερικούς χώρους, προκαλώντας έτσι ατμοσφαιρική ρύπανση.

Εντοπίζοντας αυτή τη μορφή ρύπανσης, αποκαλύφθηκε ότι υπάρχουν δύο κύριοι τύποι σωματιδίων που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια της εκτύπωσης:

• Υπερλεπτά σωματίδια (UFPs)
• Πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs)

Τα υπέρλεπτα σωματίδια έχουν διάμετρο έως και 0,1 μm. Αυτά μπορούν να εισέλθουν στο σώμα με ευκολία και να στοχεύσουν ειδικά τα κύτταρα των πνευμόνων. Υπάρχουν επίσης διάφοροι άλλοι κίνδυνοι για την υγεία που σχετίζονται με την εισχώρηση των UFPs στο ανθρώπινο σώμα, όπως διάφορες καρδιαγγειακές διαταραχές και άσθμα.

Οι πτητικές οργανικές ενώσεις, όπως το στυρένιο και το βενζόλιο, θέτουν επίσης σε κίνδυνο τους χρήστες των τρισδιάστατων εκτυπωτών, καθώς έχουν σχέση με τον καρκίνο. Η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA) κατηγοριοποιεί επίσης τις πτητικές οργανικές ενώσεις ως παράγοντες τοξικότητας.

Η έρευνα που διεξήχθη από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Γεωργίας σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Επιστήμης Weizmann στο Ισραήλ έλαβε μέτρα για να δείξει πέραν πάσης αμφιβολίας τις αρνητικές επιπτώσεις της εκπομπής σωματιδίων από τους τρισδιάστατους εκτυπωτές.

Για το σκοπό αυτό, έφεραν σε επαφή τη συγκέντρωση σωματιδίων που προέρχονται από τρισδιάστατους εκτυπωτές με κύτταρα του ανθρώπινου αναπνευστικού συστήματος και κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος αρουραίου. Διαπίστωσαν ότι τα σωματίδια προκάλεσαν τοξική αντίδραση και επηρέασαν τη δυναμικότητα των κυττάρων.

Μιλώντας για τα νήματα συγκεκριμένα, οι ερευνητές πήραν PLA και ABS, δύο από τα πιο κοινά νήματα τρισδιάστατης εκτύπωσης εκεί έξω. Ανέφεραν ότι το ABS αποδείχθηκε πιο μοιραίο από το PLA.

Ο λόγος για αυτό είναι το γεγονός ότι παράγονται περισσότερες εκπομπές καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία για να λιώσουν τα νήματα. Δεδομένου ότι το ABS είναι ένα υλικό εκτύπωσης που χρειάζεται αρκετούς βαθμούς για να λιώσει, είναι πιθανό να εκπέμπει περισσότερα καυσαέρια από το PLA που λιώνει σε χαμηλότερη θερμοκρασία.

Με αυτό το δεδομένο, είναι εκπληκτικό το γεγονός ότι πολλοί άνθρωποι αγνοούν τους κινδύνους για την υγεία που σχετίζονται με την τρισδιάστατη εκτύπωση.

Πολλοί χρήστες έχουν αναφέρει πονοκεφάλους, ζαλάδες και κόπωση μετά από αρκετό χρόνο που πέρασαν με τους εκτυπωτές τους, για να διαπιστώσουν αργότερα, μετά από έρευνα, ότι η κύρια αιτία για την προβληματική υγεία τους ήταν η συνεχής έκθεση.

Πέντε πιο κοινά νήματα & Τοξικότητα

Διευκρινίζοντας το θέμα επιπλέον, θα εξετάσουμε και θα συζητήσουμε τα 5 πιο συχνά χρησιμοποιούμενα νήματα εκτύπωσης, τη σύνθεσή τους και αν σημαίνουν κάποιο κίνδυνο.

1. PLA

Το PLA (πολυγαλακτικό οξύ) είναι ένα μοναδικό θερμοπλαστικό νήμα που προέρχεται από φυσικούς πόρους όπως το ζαχαροκάλαμο και το άμυλο καλαμποκιού. Καθώς είναι βιοδιασπώμενο, το PLA είναι η πρώτη επιλογή για τους λάτρεις και τους ειδικούς της εκτύπωσης.

Καθώς το PLA είναι ο τύπος νήματος που λιώνει σε χαμηλότερη θερμοκρασία, περίπου 190-220°C, είναι λιγότερο επιρρεπές σε στρέβλωση και λιγότερο ανθεκτικό στη θερμότητα.

Παρόλο που η εισπνοή των αναθυμιάσεων οποιουδήποτε πλαστικού δεν είναι καθόλου καλή για κανέναν, σε σύγκριση με το διαβόητο ABS, το PLA έρχεται στην κορυφή όσον αφορά την εκπομπή τοξικών αναθυμιάσεων. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι δεν απαιτεί έντονες συνθήκες για την εξώθηση στην κλίνη εκτύπωσης.

Κατά τη θερμική αποσύνθεση, διασπάται σε γαλακτικό οξύ, το οποίο είναι γενικά αβλαβές.

Το PLA έχει θεωρηθεί φιλικό προς το περιβάλλον, αν και μπορεί να είναι πιο εύθραυστο από το ABS και επίσης λιγότερο ανεκτικό στη θερμότητα. Αυτό σημαίνει ότι μια ζεστή μέρα του καλοκαιριού με αυξημένες συνθήκες θα μπορούσε να προκαλέσει την παραμόρφωση και την απώλεια του σχήματος των εκτυπωμένων αντικειμένων.

Ελέγξτε το OVERTURE PLA Filament στο Amazon.

2.

Το ABS σημαίνει ακρυλονιτρίλιο βουταδιένιο στυρένιο και είναι ένα από τα πιο συνηθισμένα νήματα εκτύπωσης που χρησιμοποιούνται για τη διαμόρφωση αντικειμένων που πρέπει να αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες. Παρόλο που χαρακτηρίζεται ως μη βιοδιασπώμενο πλαστικό, το νήμα ABS είναι όλκιμο και ανθεκτικό στη θερμότητα.

Ωστόσο, το ABS με την κοινή χρήση του με την πάροδο των ετών, έχει αρχίσει να εγείρει αρκετά φρύδια που αντιτίθενται στα μέτρα ασφαλείας του.

Δεδομένου ότι το ABS τήκεται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, ιδίως μεταξύ 210-250°C, αρχίζει να εκπέμπει αναθυμιάσεις που έχουν αναφερθεί ότι προκαλούν δυσφορία στους χρήστες.

Δεν είναι μόνο μια μικρή ενόχληση, αλλά η παρατεταμένη έκθεση μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό των ματιών, αναπνευστικά προβλήματα, πονοκεφάλους και ακόμη και κόπωση.

Ελέγξτε το SUNLU ABS Filament στο Amazon.

3. Νάιλον (πολυαμίδιο)

Το νάιλον είναι ένα θερμοπλαστικό ευρέως γνωστό στη βιομηχανία εκτυπώσεων για την εξαιρετική αντοχή και ευκαμψία του. Απαιτεί θέρμανση μεταξύ 220°C και 250°C για να επιτύχει βέλτιστη απόδοση.

Για τα νήματα με βάση το νάιλον απαιτείται θερμαινόμενη κλίνη εκτύπωσης για να εξασφαλιστεί καλή πρόσφυση και χαμηλές πιθανότητες στρέβλωσης.

Παρά το γεγονός ότι το νάιλον είναι πολύ ισχυρότερο από το ABS ή το PLA, ένας κλειστός θάλαμος εκτύπωσης είναι άκρως απαραίτητος για την ελαχιστοποίηση των κινδύνων για την υγεία. Το νάιλον είναι ύποπτο ότι εκπέμπει μια πτητική οργανική ουσία που ονομάζεται καπρολακτάμη, η οποία είναι τοξική στην εισπνοή και μπορεί να προκαλέσει σοβαρές βλάβες στο αναπνευστικό σύστημα.

Επομένως, η συνεχής εργασία σε περιβάλλον όπου το νήμα έχει βάση το νάιλον είναι σίγουρα ανησυχητική και συνιστάται προφύλαξη.

Ελέγξτε το OVERTURE Nylon Filament στο Amazon.

4. Πολυανθρακικό

Το πολυκαρβονικό (PC) είναι αναμφισβήτητα ένα από τα ισχυρότερα υλικά εκτύπωσης που διατίθενται στην αγορά. Ό,τι δεν προσφέρουν τα PLA ή ABS, το πολυκαρβονικό το προσφέρει πραγματικά.

Διαθέτουν πρωτοφανείς φυσικές ιδιότητες και βρίσκονται στην πρώτη γραμμή της παραγωγής αντικειμένων βαρέως τύπου, όπως το αλεξίσφαιρο γυαλί και τα δομικά υλικά.

Το πολυανθρακικό έχει την ικανότητα να κάμπτεται σε οποιαδήποτε μορφή χωρίς να ραγίζει ή να σπάει. Επιπλέον, είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στις υψηλές θερμοκρασίες.

Ωστόσο, η ανοχή σε υψηλές θερμοκρασίες σημαίνει επίσης ότι έχουν αυξημένες πιθανότητες να παραμορφωθούν. Επομένως, ένα περίβλημα πάνω από τον εκτυπωτή και μια προθερμασμένη πλατφόρμα είναι απαραίτητα κατά την εκτύπωση με PC.

Μιλώντας για θέματα ασφάλειας, το πολυανθρακικό εκπέμπει επίσης σημαντικό αριθμό σωματιδίων που θα μπορούσαν να βλάψουν την υγεία ενός ατόμου. Οι χρήστες έχουν αναφέρει ότι κοιτάζοντας το αντικείμενο που εκτυπώνεται με PC για πολύ ώρα, τα μάτια αρχίζουν να τσούζουν.

Ελέγξτε το Zhuopu Transparent Polycarbonate Filament στο Amazon.

5. PETG

Το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο αναθεωρημένο με γλυκολοποίηση γέννησε το PETG, ένα νήμα που κερδίζει ολοένα και μεγαλύτερη δημοτικότητα αποκλειστικά και μόνο λόγω των μη ρυπογόνων ιδιοτήτων και των υψηλών δυνατοτήτων του.

Το PETG διαθέτει γυαλιστερό και λείο φινίρισμα στα αντικείμενα, καθιστώντας το ιδιαίτερα βολικό και μια εξαιρετική εναλλακτική λύση σε σχέση με τα PLA και ABS.

Επιπλέον, πολλοί χρήστες PETG έχουν δώσει θετικά σχόλια ότι έχουν βιώσει ελάχιστη έως καθόλου στρέβλωση και ότι το νήμα διευκολύνει την προσκόλληση στην πλατφόρμα εκτύπωσης.

Αυτό το καθιστά τεράστιο ανταγωνιστή στην αγορά, καθώς είναι επίσης ανθεκτικό στο νερό και χρησιμοποιείται συνήθως για την κατασκευή πλαστικών μπουκαλιών νερού.

Ελέγξτε το HATCHBOX PETG Filament στο Amazon.

Συμβουλές για τον τρόπο μείωσης της έκθεσης σε τοξικότητα από το νήμα

Από τη στιγμή που οι άνθρωποι θα ενημερωθούν για την τοξικότητα ορισμένων από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα νήματα, όλοι θα κάνουν την ίδια ερώτηση: "Τι κάνω τώρα;" Ευτυχώς, οι προφυλάξεις δεν είναι ακριβώς επιστήμη πυραύλων.

Σωστός εξαερισμός

Οι περισσότεροι εκτυπωτές διαθέτουν εκ των προτέρων εξειδικευμένα φίλτρα άνθρακα για την ελαχιστοποίηση της εκπομπής αναθυμιάσεων. Ανεξάρτητα από αυτό, εναπόκειται αποκλειστικά σε εμάς να αξιολογήσουμε και να ρυθμίσουμε τις σωστές συνθήκες εκτύπωσης.

Συνιστάται πάντα να εκτυπώνετε σε χώρο όπου υπάρχει εγκατεστημένο ένα καλό σύστημα εξαερισμού ή κάπου σε ανοιχτό χώρο. Αυτό βοηθάει στο φιλτράρισμα του αέρα και στην αποβολή των αναθυμιάσεων.

Περιορισμός της έκθεσης

Είναι καλή ιδέα να βεβαιωθείτε ότι ο τρισδιάστατος εκτυπωτής σας βρίσκεται σε μια περιοχή στην οποία οι άνθρωποι δεν είναι συνεχώς εκτεθειμένοι. Μάλλον σε μια καθορισμένη περιοχή ή δωμάτιο στο οποίο οι άνθρωποι δεν χρειάζεται να έχουν πρόσβαση για να φτάσουν σε μια επιθυμητή περιοχή.

Ο στόχος εδώ είναι να περιορίσετε την έκθεση στα σωματίδια και τις επιβλαβείς εκπομπές που προέρχονται από τον τρισδιάστατο εκτυπωτή σας.

Τα Dos και Don'ts

Τα Do's

• Εγκατάσταση του εκτυπωτή 3D σε ένα γκαράζ
• Χρήση μη τοξικού νήματος εκτυπωτή
• Διατήρηση της γενικής ευαισθητοποίησης σχετικά με την απειλή που συνιστούν ορισμένα θερμοπλαστικά
• Αντικατάσταση του φίλτρου άνθρακα του εκτυπωτή σας με συνέπεια, εάν υπάρχει

Οι απαγορεύσεις

• Εγκατάσταση του εκτυπωτή 3D στο υπνοδωμάτιο ή το σαλόνι σας με κακό εξαερισμό
• Δεν ερευνάτε διεξοδικά το νήμα που χρησιμοποιείτε
• Αφήνετε τον εκτυπωτή σας να λειτουργεί κατά τη διάρκεια της νύχτας στο ίδιο μέρος όπου κοιμάστε