Non c'è dubbio sull'eccellenza di ciò che le stampanti 3D hanno portato al mondo, ma un pensiero cruciale viene alla mente quando viene messo in discussione il pericolo che queste macchine comportano. Questo articolo si concentra sul riconoscere se i filamenti utilizzati per la stampa 3D sono tossici o meno per la salute.

I fumi dei filamenti per stampanti 3D sono tossici quando vengono fusi a temperature molto elevate, quindi più bassa è la temperatura, meno tossico è un filamento per stampanti 3D. Il PLA è conosciuto come il filamento meno tossico, mentre il Nylon è uno dei filamenti più tossici in circolazione. È possibile ridurre la tossicità con una copertura e un purificatore d'aria.

In parole povere, la stampa 3D è una procedura che prevede la decomposizione termica: ciò significa che quando il filamento di stampa viene fuso a una temperatura eccessiva, è destinato a emettere fumi tossici e a rilasciare composti volatili.

Questi sottoprodotti rappresentano quindi un problema per la salute degli utenti, ma l'intensità con cui possono rivelarsi dannosi varia a causa di una serie di ragioni che verranno discusse più avanti in questo articolo.

In che modo il filamento delle stampanti 3D può rovinare la nostra salute?

La velocità con cui i materiali termoplastici iniziano a emettere particelle pericolose è direttamente proporzionale alla temperatura. Una temperatura più elevata significa che viene emessa una quantità maggiore di queste particelle minacciose e che il rischio è maggiore.

A fianco, va sottolineato che la tossicità effettiva può variare da filamento a filamento: alcuni sono più nocivi, altri meno.

Secondo uno studio condotto da ACS Publications, alcuni filamenti rilasciano stirene, che si presume sia un agente cancerogeno. Lo stirene può causare incoscienza, cefalgia e stanchezza.

Inoltre, i fumi tossici rilasciati dalla plastica fusa tendono spesso a colpire l'apparato respiratorio e sono in grado di provocare danni diretti ai polmoni. Esiste anche il rischio di malattie cardiovascolari, poiché le tossine entrano nel flusso sanguigno.

L'inalazione delle particelle emesse dai materiali termoplastici aggrava inoltre la possibilità di asma.

Per esaminare da vicino la questione, dobbiamo capire che cosa è esattamente il pericolo e in quale forma. Non solo, ma stanno per arrivare anche informazioni generali sui filamenti di stampa più diffusi e sui loro problemi di sicurezza.

La tossicità spiegata

Comprendere meglio il concetto del perché i materiali termoplastici possono essere fatali per la vita umana aiuterà a decifrare l'intero fenomeno.

In sostanza, una stampante 3D funziona stampando strato su strato, ma nel farlo inquina l'aria. Il modo in cui lo fa è fondamentale per noi.

Quando i materiali termoplastici vengono fusi ad alte temperature, iniziano a emettere particelle che possono avere conseguenze negative sulla qualità dell'aria interna, causando quindi l'inquinamento atmosferico.

Per individuare questa forma di inquinamento, è stato rivelato che esistono due tipi principali di particelle che si formano durante la stampa:

• Particelle ultrafini (UFP)
• Composti organici volatili (COV)

Le particelle ultrafini hanno un diametro fino a 0,1 µm e possono penetrare facilmente nell'organismo e colpire specificamente le cellule polmonari. Esistono inoltre numerosi altri rischi per la salute legati all'intrusione delle UFP nell'organismo umano, come vari disturbi cardiovascolari e l'asma.

Anche i composti organici volatili, come lo stirene e il benzene, mettono a rischio gli utenti delle stampanti 3D, poiché sono collegati al cancro. Anche l'Environmental Protection Administration (EPA) classifica i COV come agenti di tossicità.

Una ricerca condotta dal Georgia Institute of Technology in collaborazione con il Weizmann Institute of Science in Israele ha adottato misure per dimostrare senza ombra di dubbio l'impatto negativo delle emissioni di particelle dalle stampanti 3D.

A questo scopo, hanno fatto entrare in contatto la concentrazione di particelle provenienti dalle stampanti 3D con cellule respiratorie umane e cellule del sistema immunitario di ratto, scoprendo che le particelle provocavano una risposta tossica e influenzavano le potenzialità delle cellule.

Per quanto riguarda i filamenti in particolare, i ricercatori hanno preso in considerazione il PLA e l'ABS, due dei filamenti più comuni per la stampa 3D, e hanno riferito che l'ABS si è rivelato più letale del PLA.

L'ABS è un materiale da stampa che richiede un numero elevato di gradi per fondere, quindi è in grado di emettere più fumi rispetto al PLA, che fonde a una temperatura inferiore.

Detto questo, è sorprendente che molte persone non conoscano i rischi per la salute associati alla stampa 3D.

Molti utenti hanno segnalato mal di testa, vertigini e affaticamento dopo aver trascorso un po' di tempo con le stampanti, per poi scoprire, in seguito a ricerche, che la causa principale dei loro problemi di salute era l'esposizione costante.

Cinque filamenti più comuni & tossicità

Per chiarire ulteriormente l'argomento, esamineremo e discuteremo i 5 filamenti di stampa più comunemente utilizzati, la loro composizione e se comportano dei rischi.

1. PLA

Il PLA (acido polilattico) è un filamento termoplastico unico nel suo genere, derivato da risorse naturali come la canna da zucchero e l'amido di mais. Essendo biodegradabile, il PLA è la scelta preferita dagli appassionati e dagli esperti di stampa.

Poiché il PLA è un tipo di filamento che fonde a una temperatura inferiore, circa 190-220°C, è meno incline a deformarsi e meno resistente al calore.

Anche se respirare i fumi di qualsiasi plastica non fa bene a nessuno, rispetto al famigerato ABS, il PLA è il migliore in termini di emissione di fumi tossici, soprattutto perché non richiede condizioni intense per essere estruso sul letto di stampa.

In seguito alla decomposizione termica, si scompone in acido lattico, generalmente innocuo.

Il PLA è considerato rispettoso dell'ambiente, anche se può essere più fragile dell'ABS e meno tollerante al calore: ciò significa che una giornata calda d'estate con condizioni elevate potrebbe causare la deformazione e la perdita di forma degli oggetti stampati.

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2. ABS

L'ABS, acronimo di Acrilonitrile Butadiene Stirene, è uno dei filamenti di stampa più comuni, utilizzato per la formatura di oggetti che devono essere in grado di tollerare le alte temperature. Nonostante sia definito come una plastica non biodegradabile, il filamento ABS è duttile e resistente al calore.

Tuttavia, l'ABS, con l'uso comune che ne è stato fatto nel corso degli anni, ha iniziato a far sorgere diversi dubbi sulle sue misure di sicurezza.

Poiché l'ABS fonde a temperature molto elevate, in particolare tra 210-250°C, inizia a emettere fumi che, secondo quanto riferito, causano disagio agli utenti.

L'esposizione prolungata può causare irritazione agli occhi, problemi respiratori, mal di testa e persino affaticamento.

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3. Nylon (poliammide)

Il nylon è un materiale termoplastico ampiamente conosciuto nell'industria della stampa per la sua ottima durata e duttilità. Per ottenere prestazioni ottimali richiede un riscaldamento tra i 220°C e i 250°C.

Per i filamenti a base di nylon è necessario un letto di stampa riscaldato per garantire una buona adesione e ridurre le possibilità di deformazione.

Nonostante il nylon sia molto più resistente dell'ABS o del PLA, una camera di stampa chiusa è assolutamente necessaria per ridurre al minimo i rischi per la salute. Si sospetta che il nylon emetta un VOC chiamato Caprolactam, tossico per inalazione e in grado di causare gravi danni al sistema respiratorio.

Pertanto, lavorare costantemente in un ambiente in cui il filamento è a base di nylon è sicuramente allarmante e si consiglia di prendere precauzioni.

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4. Policarbonato

Il policarbonato (PC) è probabilmente uno dei materiali da stampa più resistenti disponibili sul mercato. Ciò che il PLA o l'ABS non offrono, il policarbonato lo offre eccome.

Possiedono proprietà fisiche fenomenali e sono in prima linea nella produzione di oggetti pesanti come vetri antiproiettile e materiali da costruzione.

Il policarbonato ha la capacità di essere piegato in qualsiasi forma senza incrinarsi o rompersi. Inoltre, è estremamente resistente alle alte temperature.

Tuttavia, la tolleranza alle alte temperature implica anche una maggiore possibilità di deformazione. Per questo motivo, quando si stampa con il PC è necessario prevedere un involucro sopra la stampante e una piattaforma preriscaldata.

Per quanto riguarda la sicurezza, il policarbonato emette un numero considerevole di particelle che potrebbero danneggiare la salute di una persona. Gli utenti hanno riferito che fissare troppo a lungo l'oggetto stampato con il PC inizia a bruciare gli occhi.

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5. PETG

Il polietilene tereftalato rivisto con la glicolizzazione ha dato vita al PETG, un filamento in ascesa che sta guadagnando popolarità grazie alle sue proprietà non inquinanti e alle sue elevate capacità.

Il PETG vanta una finitura lucida e liscia degli oggetti, che lo rende molto conveniente e un'ottima alternativa al PLA e all'ABS.

Inoltre, molti utilizzatori di PETG hanno fornito un feedback positivo, affermando di aver riscontrato una deformazione minima o nulla, e che il filamento è anche più facile da far aderire alla piattaforma di stampa.

Questo lo rende un grande concorrente sul mercato, poiché è anche resistente all'acqua e viene comunemente utilizzato nella produzione di bottiglie d'acqua in plastica.

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Suggerimenti su come ridurre l'esposizione alla tossicità del filamento

Non appena si viene a conoscenza della tossicità di alcuni dei filamenti più comunemente utilizzati, tutti si pongono la stessa domanda: "Che cosa devo fare ora?" Fortunatamente, le precauzioni non sono esattamente una scienza missilistica.

Ventilazione adeguata

La maggior parte delle stampanti è dotata di filtri al carbonio altamente specializzati per ridurre al minimo l'emissione di fumi. A prescindere da ciò, spetta a noi valutare e impostare le condizioni di stampa corrette.

È sempre consigliabile stampare in un luogo in cui sia installato un buon sistema di ventilazione o all'aperto, per filtrare l'aria ed espellere i fumi.

Limitare l'esposizione

È una buona idea assicurarsi che la stampante 3D si trovi in un'area a cui le persone non siano costantemente esposte, piuttosto un'area o una stanza designata a cui le persone non debbano accedere per raggiungere l'area desiderata.

L'obiettivo è quello di limitare l'esposizione al particolato e alle emissioni nocive prodotte dalla stampante 3D.

I dos e i non

I comportamenti da tenere

• Installazione della stampante 3D in un garage
• Utilizzo di un filamento per stampante atossico
• Mantenere la consapevolezza generale della minaccia rappresentata da alcuni materiali termoplastici
• Sostituzione costante del filtro a carboni attivi della stampante, se presente

Le cose da non fare

• Installare la stampante 3D in camera da letto o in soggiorno con scarsa ventilazione
• Non fare ricerche approfondite sul filamento che si utilizza
• Lasciare la stampante in funzione durante la notte nello stesso luogo in cui si dorme