O dokonalosti toho, čo svetu priniesli 3D tlačiarne, niet pochýb, ale pri otázke nebezpečenstva, ktoré tieto stroje predstavujú, prichádza na um jedna zásadná myšlienka. Tento článok sa zameriava na potvrdenie toho, či sú vlákna používané na 3D tlač toxické pre zdravie alebo nie.

Výpary z vlákien 3D tlačiarne sú toxické, keď sa roztavia pri veľmi vysokých teplotách, takže čím nižšia teplota, tým je vlákno 3D tlačiarne vo všeobecnosti menej toxické. PLA je známe ako najmenej toxické vlákno, zatiaľ čo nylon je jedným z najtoxickejších vlákien. Toxicitu môžete znížiť pomocou krytu a čističa vzduchu.

Laicky povedané, 3D tlač je postup, pri ktorom dochádza k tepelnému rozkladu. To znamená, že keď sa tlačové vlákno roztaví pri nadmernej teplote, určite sa z neho začnú uvoľňovať toxické výpary a prchavé zlúčeniny.

Tieto bioprodukty preto predstavujú pre používateľov zdravotné riziko. Intenzita, s akou sa môžu ukázať ako škodlivé, sa však líši z viacerých dôvodov, o ktorých sa bude hovoriť neskôr v tomto článku.

Ako môže vlákno z 3D tlačiarne poškodiť naše zdravie?

Rýchlosť, s akou termoplasty začnú emitovať nebezpečné častice, je priamo úmerná teplote. Vyššia teplota znamená, že sa emituje väčšie množstvo týchto nebezpečných častíc a vzniká vyššie riziko.

Vedľa seba je potrebné zdôrazniť, že skutočná toxicita sa môže líšiť od vlákna k vláknu. Niektoré sú škodlivejšie, iné menej.

Podľa štúdie, ktorú uskutočnila ACS Publications, niektoré vlákna uvoľňujú styrén, o ktorom sa predpokladá, že je karcinogénny. Styrén môže spôsobovať bezvedomie, cefaleu a únavu.

Okrem toho toxické výpary uvoľnené z roztaveného plastu často smerujú do dýchacieho systému a môžu spôsobiť priame poškodenie pľúc. Okrem toho je tu prítomné aj riziko kardiovaskulárnych ochorení, pretože toxíny sa dostávajú do krvného obehu.

Vdychovanie častíc uvoľňovaných termoplastmi navyše zhoršuje možnosť vzniku astmy.

Ak sa chceme na vec pozrieť bližšie, musíme pochopiť, v čom presne spočíva nebezpečenstvo a v akej forme. Nielen to, ale aj všeobecné informácie o najobľúbenejších tlačových vláknach a ich bezpečnostných obavách prídu na rad.

Vysvetlenie toxicity

Lepšie pochopenie koncepcie, prečo môžu byť termoplasty pre ľudský život osudné, pomôže celý tento fenomén rozlúštiť.

3D tlačiareň v podstate robí zázraky, keď tlačí vrstvu za vrstvou, ale pritom znečisťuje ovzdušie. Ako to robí, je pre nás primárne, aby sme sa na to zamerali.

Pri tavení termoplastov pri vysokých teplotách sa začnú uvoľňovať častice, ktoré môžu mať negatívny vplyv na kvalitu ovzdušia v interiéri, a tým spôsobovať znečistenie ovzdušia.

Pri určovaní tejto formy znečistenia sa zistilo, že počas tlače vznikajú dva hlavné typy častíc:

• Ultrajemné častice (UFP)
• Prchavé organické zlúčeniny (VOC)

Ultrajemné častice majú priemer do 0,1 µm. Môžu sa ľahko dostať do tela a zamerať sa konkrétne na pľúcne bunky. Existuje aj množstvo ďalších zdravotných rizík spojených s prenikaním UFP do ľudského tela, ako sú rôzne kardiovaskulárne poruchy a astma.

Prchavé organické zlúčeniny, ako sú styrén a benzén, tiež predstavujú riziko pre používateľov 3D tlačiarní, pretože majú súvislosť s rakovinou. Úrad na ochranu životného prostredia (EPA) tiež zaraďuje prchavé organické zlúčeniny do kategórie látok spôsobujúcich toxicitu.

Výskum, ktorý uskutočnil Technologický inštitút v Georgii v spolupráci s Weizmannovým vedeckým inštitútom v Izraeli, prijal opatrenia, ktoré bez akýchkoľvek pochybností dokazujú negatívny vplyv emisií častíc z 3D tlačiarní.

Na tento účel spôsobili, že koncentrácia častíc pochádzajúcich z 3D tlačiarní prišla do kontaktu s ľudskými dýchacími bunkami a bunkami imunitného systému potkanov. Zistili, že častice vyvolali toxickú reakciu a ovplyvnili potenciál buniek.

Pokiaľ ide konkrétne o vlákna, výskumníci si vzali PLA a ABS; dve najbežnejšie vlákna na 3D tlač. Uviedli, že ABS sa ukázalo byť smrteľnejšie ako PLA.

Dôvodom je skutočnosť, že s rastúcou teplotou, pri ktorej sa vlákna topia, vzniká viac emisií. Keďže ABS je tlačový materiál, ktorý potrebuje dostatočný počet stupňov na roztavenie, môže vylučovať viac výparov ako PLA, ktorý sa topí pri nižšej teplote.

Vzhľadom na to je prekvapujúce, že mnohí ľudia si neuvedomujú zdravotné riziká spojené s 3D tlačou.

Mnohí používatelia hlásili bolesti hlavy, závraty a únavu po určitom čase strávenom s tlačiarňami, aby neskôr pri výskume zistili, že hlavnou príčinou ich zdravotných ťažkostí bolo neustále vystavovanie sa im.

Päť najbežnejších vlákien & toxicita

Pri objasňovaní tejto témy sa budeme venovať 5 najčastejšie používaným tlačovým vláknam, ich zloženiu a tomu, či znamenajú nejaké nebezpečenstvo.

1. PLA

PLA (kyselina polymliečna) je jedinečné termoplastické vlákno, ktoré sa získava z prírodných zdrojov, ako je cukrová trstina a kukuričný škrob. Keďže je PLA biologicky odbúrateľné, je pre nadšencov a odborníkov na tlač tou najlepšou voľbou.

Keďže PLA je typ vlákna, ktoré sa taví pri nižšej teplote, približne 190-220 °C, je menej náchylné na deformáciu a je menej odolné voči teplu.

Hoci vdychovanie výparov z akéhokoľvek plastu nemôže byť pre nikoho dobré, v porovnaní s neslávne známym ABS je PLA na vrchole, pokiaľ ide o emisie toxických výparov. Je to najmä preto, že nevyžaduje intenzívne podmienky na vytláčanie na tlačové lôžko.

Pri tepelnom rozklade sa rozkladá na kyselinu mliečnu, ktorá je vo všeobecnosti neškodná.

PLA sa považuje za materiál šetrný k životnému prostrediu, hoci môže byť krehkejší ako ABS a tiež horšie znáša teplo. To znamená, že horúci letný deň so zvýšenou teplotou by mohol spôsobiť deformáciu a stratu tvaru vytlačených predmetov.

Pozrite sa na OVERTURE PLA Filament na Amazone.

2. ABS

ABS je skratka pre akrylonitrilbutadiénstyrén. Je to jeden z najbežnejších tlačových filamentov, ktorý sa používa na tvarovanie predmetov, ktoré musia byť schopné znášať vysoké teploty. Hoci sa označuje ako nerozložiteľný plast, filament ABS je tvárny a odolný voči vysokým teplotám.

ABS však svojím častým používaním v priebehu rokov začalo vyvolávať niekoľko názorov na jeho bezpečnostné opatrenia.

Keďže ABS sa taví pri veľmi vysokých teplotách, najmä medzi 210 a 250 °C, začína vylučovať výpary, ktoré podľa správ spôsobujú používateľom nepríjemné pocity.

Dlhodobá expozícia môže spôsobiť podráždenie očí, problémy s dýchaním, bolesti hlavy a dokonca aj únavu.

Pozrite si vlákno SUNLU ABS na Amazonu.

3. Nylon (polyamid)

Nylon je termoplast, ktorý je v tlačiarenskom priemysle známy svojou prvotriednou odolnosťou a poddajnosťou. Na dosiahnutie optimálneho výkonu si vyžaduje zahriatie na teplotu 220 °C až 250 °C.

Pre nylonové vlákna je potrebné vyhrievané tlačové lôžko, aby sa zabezpečila dobrá priľnavosť a nízka pravdepodobnosť deformácie.

Napriek tomu, že nylon je oveľa pevnejší ako ABS alebo PLA, uzavretá tlačová komora je veľmi potrebná na minimalizáciu zdravotných rizík. Existuje podozrenie, že nylon vylučuje prchavé organické látky nazývané kaprolaktám, ktoré sú toxické pri vdychovaní a môžu vážne poškodiť dýchací systém.

Preto neustála práca v prostredí, kde je vlákno na báze nylonu, je určite znepokojujúca a odporúča sa opatrnosť.

Pozrite si nylonové vlákno OVERTURE na stránke Amazon.

4. Polykarbonát

Polykarbonát (PC) je pravdepodobne jedným z najpevnejších tlačových materiálov dostupných na trhu. To, čo PLA alebo ABS nemôžu ponúknuť, polykarbonát skutočne poskytuje.

Majú fenomenálne fyzikálne vlastnosti a sú v prvej línii pri výrobe ťažkých predmetov, ako je nepriestrelné sklo a stavebné materiály.

Polykarbonát sa dá ohýbať v akomkoľvek tvare bez toho, aby praskol alebo sa zlomil. Okrem toho je mimoriadne odolný voči vysokým teplotám.

Napriek tomu, že majú vysokú teplotnú toleranciu, znamená to aj zvýšenú šancu na deformáciu. Preto je pri tlači s PC nevyhnutný kryt nad tlačiarňou a predhriata platforma.

Keď hovoríme o bezpečnostných otázkach, polykarbonát tiež vyžaruje značné množstvo častíc, ktoré by mohli poškodiť zdravie človeka. Používatelia uvádzajú, že pri príliš dlhom pozeraní na predmet vytlačený pomocou PC ich začnú štípať oči.

Pozrite si Zhuopu Transparentné polykarbonátové vlákno na Amazone.

5. PETG

Polyetyléntereftalát upravený glykoláciou dal vzniknúť PETG, vláknu, ktoré je na vzostupe a získava na popularite výlučne vďaka svojim neznečisťujúcim vlastnostiam a vysokým schopnostiam.

PETG sa môže pochváliť lesklým a hladkým povrchom predmetov, vďaka čomu je veľmi vhodný a predstavuje skvelú alternatívu k PLA a ABS.

Okrem toho mnohí používatelia PETG poskytli pozitívnu spätnú väzbu, že zaznamenali malé alebo žiadne deformácie a vlákno sa tiež ľahšie prilieha k tlačovej platforme.

To z neho robí veľkého konkurenta na trhu, pretože je tiež odolný voči vode a bežne sa používa pri výrobe plastových fliaš na vodu.

Pozrite si HATCHBOX PETG Filament na Amazonu.

Tipy, ako znížiť vystavenie toxickým látkam z vlákien

Len čo sa ľudia dozvedia o toxicite niektorých najčastejšie používaných vlákien, všetci si položia rovnakú otázku: "Čo mám teraz robiť?" Našťastie, bezpečnostné opatrenia nie sú práve raketovou vedou.

Správne vetranie

Väčšina tlačiarní je vopred vybavená vysoko špecializovanými uhlíkovými filtrami, ktoré minimalizujú emisie výparov. Bez ohľadu na to je úplne na nás, aby sme vyhodnotili a nastavili správne podmienky tlače.

Vždy sa odporúča tlačiť na mieste, kde je nainštalovaný dobrý ventilačný systém, alebo niekde na otvorenom priestranstve. To pomáha pri filtrovaní vzduchu a odvádzaní výparov.

Obmedzenie expozície

Je dobré uistiť sa, že vaša 3D tlačiareň je v oblasti, ktorej nie sú ľudia neustále vystavení. Skôr v určenej oblasti alebo miestnosti, do ktorej sa ľudia nemusia dostať, aby sa dostali do požadovanej oblasti.

Cieľom je obmedziť expozíciu časticiam a škodlivým emisiám, ktoré vychádzajú z vašej 3D tlačiarne.

Čo robiť a čo nerobiť

Čo robiť

• Nastavenie 3D tlačiarne v garáži
• Používanie netoxického vlákna tlačiarne
• Udržiavanie všeobecného povedomia o hrozbe, ktorú predstavujú niektoré termoplasty
• Dôsledná výmena uhlíkového filtra tlačiarne, ak existuje

Nevyhnutnosti

• Nastavenie 3D tlačiarne v spálni alebo obývačke so slabým vetraním
• Nedôkladný prieskum o vlákne, ktoré používate
• Nechanie tlačiarne pracovať cez noc na tom istom mieste, kde spíte