Nie ma wątpliwości co do doskonałości tego, co przyniosły światu drukarki 3D, ale jedna zasadnicza myśl przychodzi do głowy, gdy w grę wchodzi niebezpieczeństwo, jakie niosą te maszyny. Ten artykuł koncentruje się na stwierdzeniu, czy filamenty używane do druku 3D są toksyczne dla zdrowia, czy nie.

Opary z filamentów do drukarek 3D są toksyczne, gdy są topione w bardzo wysokich temperaturach, więc im niższa temperatura, tym mniej toksyczny jest filament do drukarki 3D. PLA jest znany jako najmniej toksyczny filament, podczas gdy Nylon jest jednym z najbardziej toksycznych filamentów. Możesz zmniejszyć toksyczność za pomocą obudowy i oczyszczacza powietrza.

Mówiąc wprost, druk 3D to procedura, która polega na rozkładzie termicznym. Oznacza to, że gdy filament drukarski zostanie stopiony w zbyt wysokiej temperaturze, z pewnością będzie wydzielał toksyczne opary i uwalniał lotne związki.

Te bi-produkty stanowią zatem zagrożenie dla zdrowia użytkowników. Intensywność, z jaką mogą okazać się szkodliwe, jest jednak różna z wielu powodów, które zostaną omówione w dalszej części artykułu.

Jak filament do drukarek 3D może zepsuć nasze zdrowie?

Szybkość, z jaką termoplasty zaczynają emitować niebezpieczne cząstki, jest wprost proporcjonalna do temperatury. Wyższa temperatura oznacza, że emitowana jest większa ilość tych groźnych cząstek i wiąże się z tym większe ryzyko.

Należy zaznaczyć, że rzeczywista toksyczność może być różna dla poszczególnych żarników. Jedne są bardziej szkodliwe, inne mniej.

Według badań przeprowadzonych przez ACS Publications, niektóre żarniki uwalniają styren, który jest uważany za czynnik rakotwórczy. Styren może powodować utratę przytomności, cefalgię i zmęczenie.

Ponadto, toksyczne opary uwalniane z roztopionego plastiku, często mają tendencję do kierowania się do układu oddechowego i posiadają zdolność do powodowania bezpośrednich uszkodzeń płuc. Ponadto, istnieje również ryzyko chorób układu krążenia, ponieważ toksyny dostają się do krwiobiegu.

Wdychanie cząsteczek wydzielanych przez tworzywa termoplastyczne zwiększa szansę na wystąpienie astmy.

Aby przyjrzeć się sprawie bliżej, musimy zrozumieć, co dokładnie jest zagrożeniem i w jakiej formie. Nie tylko to, ale ogólne informacje na temat najpopularniejszych filamentów do druku i ich obaw związanych z bezpieczeństwem pojawią się już wkrótce.

Toksyczność wyjaśniona

Lepsze zrozumienie koncepcji, dlaczego tworzywa termoplastyczne mogą być zgubne dla życia człowieka, pomoże rozszyfrować całe zjawisko.

Zasadniczo, drukarka 3D działa cuda drukując warstwa po warstwie, ale robiąc to, zanieczyszcza powietrze. To, jak to robi, jest dla nas najważniejsze.

Kiedy termoplasty są topione w wysokich temperaturach, zaczynają emitować cząsteczki, które mogą mieć negatywny wpływ na jakość powietrza w pomieszczeniach, powodując tym samym zanieczyszczenie powietrza.

Wskazując na tę formę zanieczyszczenia, ujawniono, że istnieją dwa główne rodzaje cząstek, które powstają podczas drukowania:

• Cząstki ultradrobne (UFP)
• Lotne związki organiczne (VOC)

Ultra drobne cząstki mają średnicę do 0,1 µm. Mogą one z łatwością wnikać do organizmu i celować konkretnie w komórki płuc. Istnieje również szereg innych zagrożeń dla zdrowia związanych z wnikaniem UFP do organizmu człowieka, takich jak różne zaburzenia układu krążenia i astma.

Lotne związki organiczne, takie jak styren i benzen, również stanowią zagrożenie dla użytkowników drukarek 3D, ponieważ mają związek z rakiem. Administracja Ochrony Środowiska (EPA) również kategoryzuje LZO jako czynniki toksyczne.

Badania przeprowadzone przez Georgia Institute of Technology we współpracy z Weizmann Institute of Science w Izraelu podjęły działania mające na celu wykazanie ponad wszelką wątpliwość, negatywnego wpływu emisji cząstek z drukarek 3D.

W tym celu sprawili, że stężenie cząstek pochodzących z drukarek 3D zetknęło się z ludzkimi komórkami układu oddechowego oraz komórkami układu odpornościowego szczurów. Odkryli, że cząstki wywołały toksyczną reakcję i wpłynęły na potencjał komórki.

Mówiąc o filamentach, badacze wzięli pod uwagę PLA i ABS - dwa najbardziej popularne filamenty do druku 3D. Okazało się, że ABS okazał się bardziej śmiertelny niż PLA.

Powodem tego jest fakt, że wraz ze wzrostem temperatury topnienia filamentów powstaje więcej emisji. Ponieważ ABS jest materiałem do druku, który potrzebuje dużej liczby stopni do stopienia, może wydzielać więcej oparów niż PLA, który topi się w niższej temperaturze.

W związku z tym, dość zaskakujące jest to, że wiele osób jest niepomnych zagrożeń dla zdrowia związanych z drukiem 3D.

Wielu użytkowników zgłaszało bóle, zawroty głowy i zmęczenie po spędzeniu pewnego czasu przy drukarkach, by później, po przeprowadzeniu badań, dowiedzieć się, że główną przyczyną ich dolegliwości było ciągłe narażenie na działanie promieniowania.

Pięć najczęstszych filamentów & Toksyczność

Rozjaśniając dodatkowo temat, przyjrzymy się i omówimy 5 najczęściej używanych filamentów do druku, ich skład i czy oznaczają one jakieś zagrożenie.

1. PLA

PLA (Polylactic Acid) to unikalny termoplastyczny filament pochodzący z naturalnych źródeł, takich jak trzcina cukrowa i skrobia kukurydziana. Jako biodegradowalny, PLA jest najlepszym wyborem dla entuzjastów i ekspertów w dziedzinie druku.

Ponieważ PLA jest typem filamentu, który topi się w niższej temperaturze, około 190-220°C, jest mniej podatny na odkształcenia i mniej odporny na ciepło.

Chociaż wdychanie oparów jakiegokolwiek tworzywa sztucznego nie jest dobre dla nikogo, to w porównaniu z niesławnym ABS, PLA wypada najlepiej pod względem emisji toksycznych oparów. Dzieje się tak głównie dlatego, że nie wymaga on intensywnych warunków do wytłaczania na stół drukarski.

Po rozkładzie termicznym rozpada się na kwas mlekowy, który jest ogólnie nieszkodliwy.

PLA jest uważany za przyjazny dla środowiska, chociaż może być bardziej kruchy niż ABS, a także mniej tolerancyjny na ciepło. Oznacza to, że gorący dzień w lecie przy podwyższonych warunkach może spowodować, że wydrukowane obiekty zdeformują się i stracą kształt.

Sprawdź OVERTURE PLA Filament na Amazon.

2) ABS

ABS to skrót od Acrylonitrile Butadiene Styrene. Jest to jeden z najbardziej popularnych filamentów do druku, używany do formowania obiektów, które muszą być odporne na wysokie temperatury. Mimo, że jest określany jako niebiodegradowalne tworzywo sztuczne, filament ABS jest plastyczny i odporny na ciepło.

Jednak ABS z jego powszechnym stosowaniem przez lata, zaczął podnosić kilka brwi w przeciwieństwie do jego środków bezpieczeństwa.

Ponieważ ABS topi się w bardzo wysokich temperaturach, zwłaszcza w zakresie 210-250°C, zaczyna wydzielać opary, które według doniesień powodują dyskomfort u użytkowników.

Nie jest to tylko lekkie utrapienie, długotrwałe narażenie może powodować podrażnienie oczu, problemy z oddychaniem, bóle głowy, a nawet zmęczenie.

Sprawdź SUNLU ABS Filament na Amazon.

3. nylon (poliamid)

Nylon jest termoplastem szeroko znanym w przemyśle poligraficznym ze względu na swoją pierwszorzędną trwałość i giętkość. Wymaga ogrzewania w temperaturze od 220°C do 250°C, aby osiągnąć optymalną wydajność.

W przypadku filamentów na bazie nylonu wymagane jest podgrzewane łoże drukujące, aby zapewnić dobrą przyczepność i niskie szanse na wypaczenie.

Pomimo, że Nylon jest znacznie mocniejszy niż ABS czy PLA, zamknięta komora druku jest wysoce konieczna, aby zminimalizować ryzyko dla zdrowia. Nylon jest podejrzewany o wydzielanie lotnych związków organicznych zwanych Caprolactam, które są toksyczne przy wdychaniu i mogą spowodować poważne uszkodzenia układu oddechowego.

Dlatego stała praca w środowisku, w którym filament jest na bazie nylonu, na pewno jest niepokojąca i zaleca się ostrożność.

Sprawdź OVERTURE Nylon Filament na Amazon.

4. poliwęglan

Poliwęglan (PC) jest prawdopodobnie jednym z najmocniejszych materiałów do druku dostępnych na rynku. To, czego nie oferują PLA czy ABS, zapewnia właśnie poliwęglan.

Posiadają fenomenalne właściwości fizyczne i są na pierwszej linii frontu w produkcji przedmiotów o dużej wytrzymałości, takich jak szkło kuloodporne i materiały budowlane.

Poliwęglan ma zdolność do wygięcia w dowolnej formie bez pęknięcia lub złamania. Ponadto są one niezwykle odporne na wysokie temperatury.

Niemniej jednak, tolerancja na wysokie temperatury oznacza również, że mają one zwiększone szanse na wypaczenie. Dlatego obudowa nad drukarką i wstępnie podgrzana platforma jest koniecznością przy drukowaniu z PC.

Mówiąc o kwestiach bezpieczeństwa, poliwęglan emituje również znaczną liczbę cząstek, które mogą zrobić numer na zdrowie osoby. Użytkownicy zgłaszali, że wpatrywanie się w obiekt drukowany za pomocą PC zbyt długo zaczyna kłuć oczy.

Sprawdź Zhuopu Transparent Polycarbonate Filament na Amazon.

5) PETG

Tereftalan polietylenu poddany obróbce glikolowej dał początek PETG, filamentowi, który zyskuje na popularności wyłącznie dzięki swoim właściwościom nie zanieczyszczającym środowiska i wysokim możliwościom.

PETG może pochwalić się błyszczącym i gładkim wykończeniem przedmiotów, dzięki czemu jest bardzo wygodny i stanowi świetną alternatywę dla PLA i ABS.

Dodatkowo, wielu użytkowników PETG dostarczyło pozytywnych informacji zwrotnych, że doświadczyli niewielkiego lub żadnego wypaczenia, a filament ułatwia przyleganie do platformy drukarskiej, jak również.

To czyni go ogromnym przeciwnikiem na rynku, ponieważ jest również odporny na wodę i jest powszechnie stosowany w produkcji plastikowych butelek na wodę.

Sprawdź HATCHBOX PETG Filament na Amazon.

Wskazówki, jak ograniczyć narażenie na toksyczność włókna filmowego

Jak tylko ludzie są niech znane o toksyczności niektórych z najczęściej używanych filamentów, wszyscy będą zadawać to samo pytanie: "Co mam teraz zrobić?" Na szczęście środki ostrożności nie są dokładnie rocket science.

Właściwa wentylacja

Większość drukarek posiada wcześniej wysoko wyspecjalizowane filtry węglowe, które minimalizują emisję spalin. Niezależnie od tego, to wyłącznie od nas zależy ocena i ustawienie odpowiednich warunków druku.

Zawsze zaleca się drukowanie w miejscu, gdzie jest zainstalowany dobry system wentylacyjny lub gdzieś na zewnątrz. Pomaga to w filtrowaniu powietrza i wydalaniu oparów.

Ograniczanie ekspozycji

Dobrym pomysłem jest upewnienie się, że Twoja drukarka 3D znajduje się w miejscu, na które ludzie nie są stale narażeni. Raczej w wyznaczonym miejscu lub pomieszczeniu, do którego ludzie nie muszą się dostać, aby dostać się do pożądanego obszaru.

Celem jest ograniczenie ekspozycji na cząstki stałe i szkodliwe emisje pochodzące z Twojej drukarki 3D.

Dosy i niedosyty

The Do's

• Ustawienie drukarki 3D w garażu
• Używanie nietoksycznego filamentu do drukarki
• Utrzymanie ogólnej świadomości zagrożenia, jakie stanowią niektóre tworzywa termoplastyczne
• Konsekwentna wymiana filtra węglowego w drukarce, jeśli takowy występuje

Niedopowiedzenia

• Ustawienie drukarki 3D w sypialni lub salonie o słabej wentylacji
• Brak dokładnych badań na temat używanego filamentu
• Pozostawienie drukarki na noc w tym samym miejscu, w którym śpisz