L'excellence de ce que les imprimantes 3D ont apporté au monde ne fait aucun doute, mais une réflexion cruciale vient à l'esprit lorsque l'on s'interroge sur le danger que ces machines imposent. Cet article se concentre sur la reconnaissance de la toxicité pour la santé des filaments utilisés pour l'impression 3D.

Les fumées des filaments pour imprimantes 3D sont toxiques lorsqu'ils sont fondus à très haute température. Plus la température est basse, moins le filament pour imprimante 3D est toxique. Le PLA est connu comme le filament le moins toxique, tandis que le Nylon est l'un des filaments les plus toxiques. Vous pouvez réduire la toxicité en utilisant une enceinte et un purificateur d'air.

En termes simples, l'impression 3D est une procédure qui implique une décomposition thermique, ce qui signifie que lorsque le filament d'impression est fondu à une température trop élevée, il est voué à dégager des fumées toxiques et à libérer des composés volatils.

L'intensité avec laquelle ils peuvent s'avérer nocifs varie toutefois en fonction d'un certain nombre de raisons qui seront abordées plus loin dans cet article.

Comment les filaments pour imprimantes 3D peuvent-ils nuire à notre santé ?

La vitesse à laquelle les thermoplastiques commencent à émettre des particules dangereuses est directement proportionnelle à la température. Une température plus élevée signifie qu'une plus grande quantité de ces particules menaçantes est émise et que le risque est plus élevé.

Parallèlement, il convient de souligner que la toxicité réelle peut varier d'un filament à l'autre, certains étant plus nocifs, d'autres moins.

Selon une étude menée par ACS Publications, certains filaments libèrent du styrène qui est supposé être un agent cancérigène. Le styrène est susceptible de provoquer une perte de connaissance, des céphalées et une lassitude.

En outre, les fumées toxiques libérées par le plastique fondu ont souvent tendance à cibler le système respiratoire et ont la capacité de causer des dommages directs aux poumons. De plus, il existe également un risque de maladies cardiovasculaires car les toxines pénètrent dans la circulation sanguine.

L'inhalation des particules dégagées par les thermoplastiques aggrave en outre les risques d'asthme.

Pour examiner la question de plus près, nous devons comprendre en quoi consiste précisément le danger et sous quelle forme, mais aussi obtenir des informations générales sur les filaments d'impression les plus courants et les problèmes de sécurité qu'ils posent.

La toxicité expliquée

Une meilleure compréhension de la raison pour laquelle les thermoplastiques peuvent être fatals pour la vie humaine aidera à décrypter l'ensemble du phénomène.

Fondamentalement, une imprimante 3D fonctionne à merveille en imprimant couche par couche, mais ce faisant, elle pollue l'air. C'est sur la manière dont elle le fait que nous devons nous concentrer.

Lorsque les thermoplastiques sont fondus à haute température, ils commencent à émettre des particules qui peuvent avoir des conséquences négatives sur la qualité de l'air intérieur, provoquant ainsi une pollution de l'air.

Pour cerner cette forme de pollution, il a été révélé qu'il existe deux types principaux de particules qui se forment lors de l'impression :

• Particules ultrafines (UFP)
• Composés organiques volatils (COV)

Les particules ultrafines ont un diamètre allant jusqu'à 0,1 µm. Elles pénètrent facilement dans l'organisme et ciblent spécifiquement les cellules pulmonaires. L'intrusion des PUF dans le corps humain présente également un certain nombre d'autres risques pour la santé, tels que divers troubles cardiovasculaires et l'asthme.

Les composés organiques volatils tels que le styrène et le benzène mettent également en danger les utilisateurs d'imprimantes 3D car ils sont liés au cancer. L'Environmental Protection Administration (EPA) classe également les COV dans la catégorie des agents de toxicité.

Des recherches menées par le Georgia Institute of Technology en collaboration avec le Weizmann Institute of Science en Israël ont pris des mesures pour démontrer sans l'ombre d'un doute l'impact négatif de l'émission de particules par les imprimantes 3D.

Pour ce faire, ils ont mis en contact la concentration de particules provenant d'imprimantes 3D avec des cellules respiratoires humaines et des cellules du système immunitaire de rats. Ils ont constaté que les particules provoquaient une réponse toxique et influençaient la potentialité de la cellule.

En ce qui concerne les filaments en particulier, les chercheurs ont pris du PLA et de l'ABS, deux des filaments d'impression 3D les plus courants. Ils ont rapporté que l'ABS s'est avéré plus mortel que le PLA.

L'ABS étant un matériau d'impression qui nécessite un grand nombre de degrés pour fondre, il est susceptible de dégager plus de fumées que le PLA, qui fond à une température plus basse.

Cela étant dit, il est assez surprenant que de nombreuses personnes ignorent les risques sanitaires liés à l'impression 3D.

De nombreux utilisateurs ont signalé des maux de tête, des vertiges et de la fatigue après avoir passé un certain temps avec leur imprimante, pour découvrir plus tard, après recherche, que la cause principale de leur état de santé était l'exposition constante.

Cinq filaments les plus courants & ; Toxicité

Pour approfondir le sujet, nous examinerons et discuterons les 5 filaments d'impression les plus couramment utilisés, leur composition, et s'ils représentent un danger.

1. L'APL

Le PLA (acide polylactique) est un filament thermoplastique unique dérivé de ressources naturelles telles que la canne à sucre et l'amidon de maïs. Biodégradable, le PLA est le choix de prédilection des passionnés et des experts de l'impression.

Le PLA étant le type de filament qui fond à une température plus basse, environ 190-220°C, il a moins tendance à se déformer et est moins résistant à la chaleur.

Bien que l'inhalation des fumées de tout plastique ne soit pas bonne pour qui que ce soit, par rapport au tristement célèbre ABS, le PLA se distingue en termes d'émission de fumées toxiques, principalement parce qu'il ne nécessite pas de conditions intenses pour être extrudé sur le lit d'impression.

En cas de décomposition thermique, il se décompose en acide lactique qui est généralement inoffensif.

Le PLA est considéré comme respectueux de l'environnement, bien qu'il soit plus fragile que l'ABS et qu'il tolère moins bien la chaleur, ce qui signifie qu'une journée d'été chaude avec des conditions élevées peut entraîner la déformation et la perte de forme des objets imprimés.

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2. L'ABS

L'ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) est l'un des filaments d'impression les plus courants, utilisé pour former des objets devant supporter des températures élevées. Bien qu'il soit qualifié de plastique non biodégradable, le filament ABS est ductile et résistant à la chaleur.

Cependant, l'utilisation courante de l'ABS au fil des ans a commencé à soulever plusieurs sourcils en raison des mesures de sécurité qu'il comporte.

L'ABS fondant à des températures très élevées, notamment entre 210 et 250°C, il commence à émettre des fumées qui ont été signalées comme gênantes pour les utilisateurs.

Une exposition prolongée peut provoquer une irritation des yeux, des problèmes respiratoires, des maux de tête et même de la fatigue.

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3. nylon (polyamide)

Le nylon est un thermoplastique largement connu dans l'industrie de l'imprimerie pour sa grande durabilité et sa souplesse. Il doit être chauffé entre 220°C et 250°C pour atteindre des performances optimales.

Un lit d'impression chauffé est nécessaire pour les filaments à base de nylon afin d'assurer une bonne adhérence et de réduire les risques de déformation.

Bien que le nylon soit beaucoup plus résistant que l'ABS ou le PLA, une chambre d'impression fermée est indispensable pour minimiser les risques pour la santé. Le nylon est soupçonné de dégager un COV appelé Caprolactame qui est toxique à l'inhalation et peut causer de graves dommages au système respiratoire.

Par conséquent, travailler constamment dans un environnement où le filament est à base de nylon est certainement alarmant et des précautions sont conseillées.

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4. polycarbonate

Le polycarbonate (PC) est sans doute l'un des matériaux d'impression les plus résistants disponibles sur le marché. Ce que le PLA ou l'ABS n'offrent pas, le polycarbonate le fournit vraiment.

Ils possèdent des propriétés physiques phénoménales et sont en première ligne dans la fabrication d'objets résistants tels que le verre pare-balles et les matériaux de construction.

Le polycarbonate a la capacité d'être plié dans n'importe quelle forme sans se fissurer ou se casser. De plus, il est extrêmement résistant aux températures élevées.

Néanmoins, leur tolérance à la température élevée signifie également qu'ils ont plus de chances de se déformer. Par conséquent, une enceinte au-dessus de l'imprimante et une plate-forme préchauffée sont indispensables lors de l'impression sur PC.

En ce qui concerne les questions de sécurité, le polycarbonate émet également un nombre considérable de particules qui peuvent nuire à la santé d'une personne. Des utilisateurs ont signalé que le fait de regarder trop longtemps l'objet imprimé avec le PC commence à piquer les yeux.

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5. PETG

Le polyéthylène téréphtalate révisé par glycolisation a donné naissance au PETG, un filament de plus en plus populaire en raison de ses propriétés non polluantes et de ses capacités élevées.

Le PETG présente une finition brillante et lisse des objets, ce qui le rend très pratique et en fait une excellente alternative au PLA et à l'ABS.

En outre, de nombreux utilisateurs de PETG ont fait savoir qu'ils n'avaient que peu ou pas de déformation et que le filament adhérait plus facilement à la plate-forme d'impression.

Cela en fait un concurrent de taille sur le marché, car il est également résistant à l'eau et est couramment utilisé dans la fabrication de bouteilles d'eau en plastique.

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Conseils pour réduire l'exposition à la toxicité des filaments

Dès que les gens seront informés de la toxicité de certains des filaments les plus couramment utilisés, ils se poseront tous la même question : "Que dois-je faire maintenant ?

Une bonne ventilation

La plupart des imprimantes sont équipées au préalable de filtres à charbon hautement spécialisés afin de minimiser l'émission de fumées. Quoi qu'il en soit, c'est à nous qu'il incombe d'évaluer et de définir les conditions d'impression correctes.

Il est toujours recommandé d'imprimer dans un endroit doté d'un bon système de ventilation ou à l'air libre, ce qui permet de filtrer l'air et d'expulser les fumées.

Limitation de l'exposition

Il est bon de s'assurer que votre imprimante 3D se trouve dans une zone à laquelle les gens ne sont pas constamment exposés, plutôt dans une zone ou une pièce désignée à laquelle les gens n'ont pas besoin d'accéder pour se rendre à la zone souhaitée.

L'objectif est de limiter l'exposition aux particules et aux émissions nocives provenant de votre imprimante 3D.

Les choses à faire et à ne pas faire

Ce qu'il faut faire

• Installer son imprimante 3D dans un garage
• Utiliser un filament d'imprimante non toxique
• Sensibiliser le grand public à la menace que représentent certains thermoplastiques
• Remplacer systématiquement le filtre à base de carbone de votre imprimante, le cas échéant

Ce qu'il ne faut pas faire

• Installer votre imprimante 3D dans votre chambre ou votre salon mal ventilé
• Ne pas faire de recherches approfondies sur le filament utilisé
• Laisser l'imprimante fonctionner toute la nuit à l'endroit où l'on dort