Нет сомнений в совершенстве того, что принесли миру 3D-принтеры, но одна важная мысль приходит на ум, когда речь заходит об опасности, которую несут эти машины. Эта статья посвящена выяснению того, являются ли нити, используемые для 3D-печати, токсичными для здоровья или нет.

Испарения нитей для 3D-принтеров токсичны, когда они плавятся при очень высоких температурах, поэтому чем ниже температура, тем менее токсичны нити для 3D-принтеров. PLA известна как наименее токсичная нить, в то время как нейлон - одна из самых токсичных нитей. Вы можете уменьшить токсичность с помощью ограждения и очистителя воздуха.

Говоря простым языком, 3D-печать - это процедура, которая включает в себя термическое разложение. Это означает, что при расплавлении нити при превышении температуры она будет выделять токсичные пары и летучие соединения.

Поэтому эти биопродукты представляют опасность для здоровья пользователей. Интенсивность, с которой они могут оказаться вредными, однако, варьируется по ряду причин, которые будут рассмотрены далее в этой статье.

Как нить для 3D-принтеров может испортить наше здоровье?

Скорость, с которой термопласты начинают выделять опасные частицы, прямо пропорциональна температуре. Более высокая температура означает, что выделяется большее количество этих опасных частиц и риск выше.

Следует отметить, что фактическая токсичность может варьироваться от нити к нити. Некоторые из них более вредные, а другие менее.

Согласно исследованию, проведенному ACS Publications, некоторые нити выделяют стирол, который считается канцерогеном. Стирол может вызывать потерю сознания, цефалгию и усталость.

Кроме того, токсичные пары, выделяющиеся из расплавленного пластика, часто попадают в дыхательную систему и способны нанести прямой вред легким. Более того, существует риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, поскольку токсины попадают в кровь.

Вдыхание частиц, выделяемых термопластами, также усугубляет вероятность развития астмы.

Чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо понять, в чем именно заключается опасность и в какой форме. Не только это, но и общая информация о самых популярных нитях для печати и их опасностях, связанных с безопасностью, также будет представлена далее.

Токсичность объяснена

Лучшее понимание концепции того, почему термопласты могут быть смертельно опасны для жизни человека, поможет расшифровать весь феномен.

В принципе, 3D-принтер работает чудесно, печатая слой за слоем, но при этом он загрязняет воздух. Как он это делает - это главное, на чем мы должны сосредоточиться.

Когда термопласты плавятся при высоких температурах, они начинают выделять частицы, которые могут оказывать негативное влияние на качество воздуха в помещении, тем самым вызывая загрязнение воздуха.

При определении этой формы загрязнения было выявлено, что существует два основных типа частиц, которые появляются во время печати:

• Сверхтонкие частицы (UFPs)
• Летучие органические соединения (ЛОС)

Сверхтонкие частицы имеют диаметр до 0,1 мкм. Они могут легко проникать в организм и целенаправленно воздействовать на клетки легких. Существует также ряд других рисков для здоровья, связанных с попаданием сверхтонких частиц в организм человека, таких как различные сердечно-сосудистые заболевания и астма.

Летучие органические соединения, такие как стирол и бензол, также подвергают опасности пользователей 3D-принтеров, поскольку они связаны с раком. Управление по охране окружающей среды (EPA) также относит ЛОС к токсичным веществам.

Исследования, проведенные Технологическим институтом Джорджии в сотрудничестве с Научным институтом Вейцмана в Израиле, позволили неопровержимо доказать негативное влияние выбросов частиц от 3D-принтеров.

Для этого они заставили концентрацию частиц, поступающих из 3D-принтеров, вступить в контакт с дыхательными клетками человека и клетками иммунной системы крыс. Они обнаружили, что частицы вызывали токсическую реакцию и влияли на потенцию клетки.

Говоря о конкретных материалах, исследователи взяли PLA и ABS - два самых распространенных материала для 3D-печати. Они сообщили, что ABS оказался более смертельным, чем PLA.

Причина этого заключается в том, что при повышении температуры плавления нитей образуется больше выбросов. Поскольку ABS - это материал для печати, для плавления которого требуется большое количество градусов, он выделяет больше дыма, чем PLA, который плавится при более низкой температуре.

Учитывая это, весьма удивительно, что многие люди забывают о рисках для здоровья, связанных с 3D-печатью.

Многие пользователи сообщали о головных болях, головокружении и усталости после того, как провели некоторое время с принтерами, и только потом, после исследования, выяснили, что основной причиной ухудшения здоровья было постоянное воздействие.

Пять наиболее распространенных филаментов & токсичность

Дополнительно раскрывая эту тему, мы рассмотрим и обсудим 5 наиболее часто используемых нитей для печати, их состав, а также то, представляют ли они какую-либо опасность.

1. PLA

PLA (полимолочная кислота) - это уникальный термопластичный материал, получаемый из природных ресурсов, таких как сахарный тростник и кукурузный крахмал. Будучи биоразлагаемым, PLA является выбором энтузиастов и экспертов в области печати.

Поскольку PLA - это тип нити, которая плавится при более низкой температуре, около 190-220°C, она менее склонна к деформации и менее устойчива к нагреву.

Хотя вдыхание паров любого пластика не может быть полезным для любого человека, по сравнению с печально известным ABS, PLA занимает первое место по уровню выделения токсичных паров. Это объясняется главным образом тем, что для его экструзии на печатную форму не требуются интенсивные условия.

При термическом разложении он распадается на молочную кислоту, которая в целом безвредна.

PLA считается экологически чистым материалом, хотя он может быть более хрупким, чем ABS, а также менее устойчивым к нагреванию. Это означает, что жаркий день летом при повышенных условиях может привести к тому, что напечатанные объекты деформируются и потеряют форму.

Посмотрите PLA-филамент OVERTURE на Amazon.

2. ABS

ABS означает акрилонитрил-бутадиен-стирол. Это один из самых распространенных нитей для печати, используемый для формирования объектов, которые должны выдерживать высокие температуры. Несмотря на то, что ABS-нить называется неразлагаемым пластиком, она пластична и термостойка.

Однако ABS, широко используемый в течение многих лет, стал вызывать сомнения в отношении его безопасности.

Поскольку ABS плавится при очень высоких температурах, особенно в диапазоне 210-250°C, он начинает выделять испарения, которые, по имеющимся данным, вызывают дискомфорт у пользователей.

Не только легкое беспокойство, длительное воздействие может вызвать раздражение глаз, проблемы с дыханием, головные боли и даже усталость.

Посмотрите SUNLU ABS Filament на Amazon.

3. нейлон (полиамид)

Нейлон - термопластик, широко известный в полиграфической промышленности благодаря своей первоклассной прочности и податливости. Для достижения оптимальных характеристик он требует нагрева от 220°C до 250°C.

Для материалов на основе нейлона требуется подогрев печатной формы, чтобы обеспечить хорошую адгезию и низкую вероятность деформации.

Несмотря на то, что нейлон намного прочнее ABS или PLA, закрытая камера для печати крайне необходима для минимизации рисков для здоровья. Есть подозрение, что нейлон выделяет летучие органические соединения под названием капролактам, которые токсичны при вдыхании и способны нанести серьезный вред дыхательной системе.

Поэтому постоянная работа в среде, где нить на основе нейлона, наверняка вызывает тревогу, и рекомендуется соблюдать меры предосторожности.

Проверьте нейлоновую нить OVERTURE на Amazon.

4. Поликарбонат

Поликарбонат (PC) - это, пожалуй, один из самых прочных материалов для печати, доступных на рынке. То, чего не могут предложить PLA или ABS, поликарбонат действительно предлагает.

Они обладают феноменальными физическими свойствами и находятся на переднем крае в производстве таких сверхпрочных предметов, как пуленепробиваемое стекло и строительные материалы.

Поликарбонат обладает способностью изгибаться в любую форму, не трескаясь и не ломаясь. Кроме того, он чрезвычайно устойчив к высоким температурам.

Тем не менее, высокая допустимая температура также означает, что они имеют повышенные шансы деформироваться. Поэтому при печати с помощью ПК обязательным условием является наличие кожуха над принтером и предварительно нагретой платформы.

Говоря о безопасности, поликарбонат также выделяет значительное количество частиц, которые могут нанести вред здоровью человека. Пользователи сообщали, что если долго смотреть на объект, напечатанный с помощью ПК, начинает щипать глаза.

Проверьте Zhuopu Transparent Polycarbonate Filament на Amazon.

5. ПЭТГ

Полиэтилентерефталат, переработанный с помощью гликолизации, дал начало PETG - нити, набирающей популярность исключительно благодаря своим экологически чистым свойствам и высоким возможностям.

PETG может похвастаться глянцевой и гладкой поверхностью объектов, что делает его очень удобным и отличной альтернативой PLA и ABS.

Кроме того, многие пользователи PETG дали положительные отзывы о том, что они практически не испытывали коробления, а также о том, что этот материал легче приклеивается к печатной платформе.

Это делает его большим конкурентом на рынке, поскольку он также водонепроницаем и широко используется в производстве пластиковых бутылок для воды.

Посмотрите HATCHBOX PETG Filament на Amazon.

Советы по снижению токсического воздействия нити накаливания

Как только людям станет известно о токсичности некоторых наиболее часто используемых нитей, все они зададут один и тот же вопрос: "Что мне теперь делать?" К счастью, меры предосторожности не являются ракетостроением.

Правильная вентиляция

Большинство принтеров заранее оснащаются специализированными угольными фильтрами, чтобы минимизировать выделение паров. Независимо от этого, оценка и установка правильных условий печати полностью зависит от нас.

Всегда рекомендуется печатать в месте, где установлена хорошая система вентиляции, или где-нибудь на открытом воздухе. Это помогает фильтровать воздух и выводить испарения.

Ограничение экспозиции

Хорошо бы убедиться, что ваш 3D-принтер находится в месте, которое не подвергается постоянному воздействию людей. Скорее, в специально отведенной зоне или комнате, куда людям не нужно заходить, чтобы добраться до нужной зоны.

Цель состоит в том, чтобы ограничить воздействие твердых частиц и вредных выбросов, которые исходят от вашего 3D-принтера.

За и против

Что делать

• Установка 3D-принтера в гараже
• Использование нетоксичного материала для принтера
• поддержание общей осведомленности об угрозе, которую представляют некоторые термопласты
• Постоянно заменяйте угольный фильтр принтера, если таковой имеется

Доводы против

• Установка 3D-принтера в спальне или гостиной с плохой вентиляцией
• Недостаточно тщательное изучение используемой нити накаливания
• Оставлять принтер работать на ночь в том же месте, где вы спите