Ei ole kahtlustki, et 3D-printerid on toonud maailmale suurepärase tulemuse, kuid üks oluline mõte tuleb meelde, kui küsimus on nende masinate ohtlikkusest. See artikkel keskendub sellele, et tunnistada, kas 3D-printimiseks kasutatavad filamendid on tervisele mürgised või mitte.

3D-printeri filamentaurud on väga kõrgel temperatuuril sulatades mürgised, seega mida madalam temperatuur, seda vähem mürgine on üldiselt 3D-printeri filament. PLA on tuntud kui kõige vähem mürgine filament, samas kui nailon on üks kõige mürgisemaid filamente. Mürgisust saab vähendada korpuse ja õhupuhastiga.

Laiemas keeles öeldes on 3D-printimine menetlus, mis hõlmab termilist lagunemist. See tähendab, et kui printimisfilament sulatatakse ülemäärasel temperatuuril, eraldub sellest kindlasti mürgiseid aurusid ja lenduvaid ühendeid.

Need biotooted kujutavad endast seega kasutajate jaoks terviseprobleemi. Intensiivsus, millega need võivad osutuda kahjulikuks, on siiski erinev mitmel põhjusel, mida käsitletakse hiljem käesolevas artiklis.

Kuidas võib 3D-printeri filament rikkuda meie tervist?

Kiirus, millega termoplastid hakkavad eraldama ohtlikke osakesi, on otseselt proportsionaalne temperatuuriga. Kõrgem temperatuur tähendab, et neid ohtlikke osakesi eraldub suurem kogus ja sellega kaasneb suurem oht.

Kõrvuti tuleb rõhutada, et tegelik mürgisus võib sõltuvalt filamendist erineda. Mõned on rohkem, teised vähem mürgised.

ACS Publications'i poolt läbi viidud uuringu kohaselt eraldavad mõned niidid stüreeni, mis on arvatavasti kantserogeen. Stüreen võib põhjustada teadvusetust, peavalu ja väsimust.

Lisaks sellele kipuvad sulatatud plastist vabanevad mürgised aurud sageli hingamisteedesse ja suudavad põhjustada otsest kopsukahjustust. Lisaks on olemas ka südame- ja veresoonkonna haiguste oht, kuna toksiinid satuvad vereringesse.

Termoplastidest eralduvate osakeste sissehingamine suurendab astma tekkimise võimalust veelgi.

Et asja lähemalt uurida, peame mõistma, mis täpselt ja millisel kujul on ohtlik. Mitte ainult see, vaid järgmisena tuleb ka üldine teave kõige populaarsemate trükifilamentide ja nende ohutusprobleemide kohta.

Mürgisuse selgitamine

Kogu nähtust aitab lahti mõtestada mõiste, miks termoplastid võivad olla inimelule saatuslikuks osutuda.

Põhimõtteliselt teeb 3D-printer imet, kui ta trükib kihtide kaupa, kuid seejuures saastab ta õhku. Kuidas ta seda teeb, on meie jaoks esmatähtis.

Kui termoplastid sulavad kõrgel temperatuuril, hakkavad nad eraldama osakesi, mis võivad avaldada negatiivset mõju siseruumide õhukvaliteedile, põhjustades seega õhusaastet.

Selle reostuse vormi kindlakstegemisel on selgunud, et trükkimise käigus tekib kahte peamist tüüpi osakesi:

• Ülipeened osakesed (UFP)
• Lenduvad orgaanilised ühendid (LOÜ)

Ülipeente osakeste läbimõõt on kuni 0,1 µm. Need võivad hõlpsasti organismi sattuda ja sihtida konkreetselt kopsurakke. Ülipeente osakeste sattumisega inimkehasse on seotud ka mitmeid teisi terviseriske, näiteks mitmesugused südame-veresoonkonna häired ja astma.

Lenduvad orgaanilised ühendid, nagu stüreen ja benseen, seavad 3D-printerite kasutajad samuti ohtu, kuna neil on seos vähktõvega. Keskkonnakaitseamet (EPA) liigitab lenduvad orgaanilised ühendid samuti toksilisuse tekitajateks.

Gruusia Tehnoloogiainstituudi poolt koostöös Iisraeli Weizmanni teadusinstituudiga läbi viidud uuringus võeti meetmeid, et näidata 3D-printeritest pärinevate osakeste emissiooni negatiivset mõju.

Selleks lasid nad 3D-printeritest pärinevate osakeste kontsentratsiooni kokku puutuda inimese hingamisteede rakkude ja roti immuunsüsteemi rakkudega. Nad leidsid, et osakesed kutsusid esile toksilise reaktsiooni ja mõjutasid rakkude potentsiaali.

Rääkides konkreetselt filamentidest, võtsid teadlased PLA ja ABS; kaks kõige levinumat 3D-printimise filamenti. Nad teatasid, et ABS osutus PLA-st surmavamaks.

Selle põhjuseks on asjaolu, et rohkem heitgaase tekib, mida kõrgemale temperatuurile filamentide sulatamiseks kulub. Kuna ABS on trükimaterjal, mille sulatamiseks kulub rohkesti kraadi, siis tekib sellest rohkem suitsu kui PLA-st, mis sulab madalamal temperatuuril.

Seda arvestades on üsna üllatav, et paljud inimesed ei ole teadlikud 3D-printimisega seotud terviseriskidest.

Paljud kasutajad on teatanud peavaludest, pearinglusest ja väsimusest pärast seda, kui nad on mõnda aega oma printeriga tegelenud, et hiljem, kui nad on uurinud, selgub, et nende tervisehäirete peamine põhjus oli pidev kokkupuude.

Viis kõige tavalisemat filamenti & toksilisus

Selgitades teemat täiendavalt, uurime ja arutame 5 kõige sagedamini kasutatavat printimisfilamenti, nende koostist ja seda, kas nad tähendavad mingit ohtu.

1. PLA

PLA (Polüdemakshape) on ainulaadne termoplastiline filament, mis on saadud looduslikest ressurssidest, nagu suhkruroo ja maisitärklis. Kuna PLA on biolagunev, on ta trükkimise entusiastide ja ekspertide jaoks parim valik.

Kuna PLA on filament, mis sulab madalamal temperatuuril, umbes 190-220 °C, siis on see vähem altid väändumisele ja vähem kuumakindel.

Kuigi mis tahes plasti aurude sissehingamine ei ole kellelegi hea, on PLA võrreldes kurikuulsa ABS-iga mürgiste aurude emissiooni poolest esikohal. See on tingitud peamiselt sellest, et see ei nõua trükiplaadile ekstrudeerimiseks intensiivseid tingimusi.

Termilisel lagunemisel laguneb see piimhappeks, mis on üldiselt kahjutu.

PLA-d on peetud keskkonnasõbralikuks, kuigi see võib olla hapram kui ABS ja ka kuumuse suhtes vähem talutav. See tähendab, et kuumal suvepäeval võivad kõrgendatud tingimustes trükitud objektid deformeeruda ja oma kuju kaotada.

Vaadake OVERTURE PLA-filamenti Amazonis.

2. ABS

ABS tähendab akrüülnitriilbutadieenstüreeni. See on üks levinumaid trükifilamente, mida kasutatakse kõrgeid temperatuure taluvate esemete vormimiseks. Kuigi seda nimetatakse mittebiolagunevaks plastiks, on ABS-filament plastne ja kuumakindel.

Kuid ABS on aastate jooksul oma laialdase kasutuse tõttu hakanud tekitama mitmeid kahtlusi seoses selle ohutusmeetmetega.

Kuna ABS sulab väga kõrgel temperatuuril, eriti 210-250 °C juures, hakkab see eraldama aurusid, mis on teatatud, et põhjustavad kasutajatele ebamugavust.

See ei ole ainult kerge häda, vaid pikaajaline kokkupuude võib põhjustada silmade ärritust, hingamisteede probleeme, peavalu ja isegi väsimust.

Vaadake SUNLU ABS-filamenti Amazonis.

3. Nailon (polüamiid)

Nailon on termoplast, mis on trükitööstuses laialdaselt tuntud oma suurepärase vastupidavuse ja painduvuse poolest. Optimaalse jõudluse saavutamiseks on vaja kuumutada temperatuuril 220°C-250°C.

Nailonil põhinevate filamentide puhul on vaja soojendatud trükiplaati, et tagada hea haardumine ja väike võimalus deformeerumiseks.

Hoolimata sellest, et nailon on palju tugevam kui ABS või PLA, on suletud trükikamber väga vajalik, et vähendada terviseriske. Nailonist eraldub arvatavasti LOÜ-d nimega kaprolaktaam, mis on sissehingamisel mürgine ja võib põhjustada tõsiseid kahjustusi hingamisteedele.

Seetõttu on pidev töötamine keskkonnas, kus kasutatakse nailonipõhist lõnga, kindlasti murettekitav ja soovitatakse ettevaatusabinõusid.

Vaadake OVERTURE nailonfilamenti Amazonis.

4. Polükarbonaat

Polükarbonaat (PC) on vaieldamatult üks tugevamaid turul saadaolevaid trükimaterjale. Mida PLA või ABS ei paku, seda pakub tõepoolest polükarbonaat.

Neil on fenomenaalsed füüsikalised omadused ja nad on esirinnas selliste raskete esemete nagu kuulikindla klaasi ja ehitusmaterjalide valmistamisel.

Polükarbonaati on võimalik painutada mis tahes kujul, ilma et see murduks või puruneks. Lisaks sellele on need äärmiselt vastupidavad kõrgetele temperatuuridele.

Siiski tähendab kõrge temperatuuri taluvus ka seda, et neil on suurem võimalus väänduda. Seetõttu on arvutiga trükkimisel hädavajalik, et printeri kohal oleks kaitsekate ja eelsoojendatud platvorm.

Kui rääkida ohutusprobleemidest, siis ka polükarbonaadist eraldub märkimisväärne hulk osakesi, mis võivad inimese tervisele kahjulikult mõjuda. Kasutajad on teatanud, et kui arvutiga trükitud objekti liiga kaua vahtida, hakkab silmi kipitama.

Vaadake Zhuopu läbipaistvat polükarbonaatfilamenti Amazonis.

5. PETG

Glükoliseerimisega muudetud polüetüleentereftalaat on sünnitanud PETG, mis on populaarsust kogumas üksnes oma mittesaastavate omaduste ja suure võimekuse tõttu.

PETG pakub objektidele läikivat ja siledat viimistlust, mis muudab selle väga mugavaks ja suurepäraseks alternatiiviks PLA-le ja ABS-ile.

Lisaks on paljud PETG kasutajad andnud positiivset tagasisidet, et nad on kogenud vähe või üldse mitte väändumist ja et filament hõlbustab ka trükiplatvormi külge kinnitumist.

See muudab selle turul suureks konkurendiks, kuna see on ka veekindel ja seda kasutatakse tavaliselt plastist veepudelite valmistamisel.

Vaadake HATCHBOX PETG-filamenti Amazonis.

Näpunäiteid, kuidas vähendada toksilisuse kokkupuudet filamentidest tulenevat toksilisust

Niipea kui inimestele antakse teada mõnede kõige sagedamini kasutatavate kiudude mürgisusest, küsivad nad kõik sama küsimust: "Mida ma nüüd teen?" Õnneks ei ole ettevaatusabinõud just raketiteadus.

Õige ventilatsioon

Enamik printereid on eelnevalt varustatud väga spetsialiseeritud süsinikufiltritega, et vähendada suitsu emissiooni. Sellest hoolimata on meie ülesanne hinnata ja seadistada õiged printimistingimused.

Alati on soovitatav printida kohas, kus on paigaldatud hea ventilatsioonisüsteem või kusagil vabas õhus. See aitab õhku filtreerida ja aurud välja ajada.

Kokkupuute piiramine

Hea mõte on veenduda, et teie 3D-printer asub piirkonnas, millega inimesed ei puutu pidevalt kokku. Pigem on selleks määratud ala või ruum, kuhu inimesed ei pea pääsema, et jõuda soovitud piirkonda.

Eesmärk on piirata kokkupuudet tahkete osakeste ja kahjulike heitmetega, mis pärinevad teie 3D-printerist.

Mida teha ja mida mitte teha

Tegevusjuhend

• 3D-printeri seadistamine garaažis
• Kasutades mittetoksilist printeri filamenti
• Üldise teadlikkuse säilitamine mõnede termoplastide põhjustatud ohu kohta
• Printeri süsinikupõhise filtri järjepidev väljavahetamine, kui see on olemas

Mida ei tohi teha

• 3D-printeri paigaldamine oma magamistoas või elutoas, kus on kehv ventilatsioon
• Ei uuri põhjalikult kasutatava filamendi kohta.
• Laske oma printeril töötada öösel samas kohas, kus te magate.