Det råder ingen tvekan om att 3D-skrivare har gett världen en fantastisk utveckling, men det finns en viktig tanke när det gäller faran med dessa maskiner. Den här artikeln handlar om huruvida filament som används för 3D-utskrift är giftiga för hälsan eller inte.

Rök från 3D-skrivarfilament är giftiga när de smälts vid mycket höga temperaturer, så ju lägre temperatur desto mindre giftigt är i allmänhet 3D-skrivarfilamentet. PLA är känt som det minst giftiga filamentet, medan Nylon är ett av de mest giftiga filamenten som finns. Du kan minska giftigheten med ett hölje och en luftrenare.

För att uttrycka det i lekmannatermer är 3D-utskrift ett förfarande som innebär termisk nedbrytning, vilket innebär att när utskriftsfilamentet smälts vid en för hög temperatur kommer det att avge giftiga ångor och släppa ut flyktiga föreningar.

Dessa bioprodukter utgör därför ett hälsoproblem för användarna, men hur skadliga de kan vara varierar på grund av ett antal orsaker som kommer att diskuteras senare i denna artikel.

Hur kan 3D-skrivarfilament förstöra vår hälsa?

Den hastighet med vilken termoplasten börjar avge farliga partiklar är direkt proportionell mot temperaturen. Högre temperatur innebär att en större mängd av dessa hotfulla partiklar avges och en högre risk föreligger.

Det bör påpekas att den faktiska giftigheten kan variera från filament till filament. Vissa är mer skadliga, medan andra är mindre skadliga.

Enligt en studie som utförts av ACS Publications avger vissa filament styren, som antas vara cancerframkallande, och som kan orsaka medvetslöshet, cephalgi och trötthet.

De giftiga ångor som frigörs från den smälta plasten tenderar dessutom ofta att rikta in sig på andningsorganen och kan orsaka direkta skador på lungorna. Dessutom finns det en risk för hjärt- och kärlsjukdomar eftersom gifterna kommer in i blodet.

Inandning av partiklar från termoplaster förvärrar dessutom risken för astma.

För att undersöka saken närmare måste vi förstå vad som är faran och i vilken form. Inte bara detta, utan även allmän information om de populäraste filamenten för utskrift och deras säkerhetsproblem kommer härnäst.

Förklarad toxicitet

En bättre förståelse av varför termoplaster kan vara livsfarliga för människor kommer att hjälpa till att förstå hela fenomenet.

I princip fungerar en 3D-skrivare genom att skriva ut lager efter lager, men när den gör det förorenar den luften. Hur den gör det är det viktigaste för oss att fokusera på.

När termoplaster smälts vid höga temperaturer börjar de avge partiklar som kan ha negativa konsekvenser för luftkvaliteten inomhus och därmed orsaka luftföroreningar.

För att fastställa denna form av förorening har det visat sig att det finns två huvudtyper av partiklar som uppstår under tryckning:

• Ultrafina partiklar (UFP)
• Flyktiga organiska föreningar (VOC)

Ultrafina partiklar har en diameter på upp till 0,1 µm. De kan lätt ta sig in i kroppen och angripa lungcellerna specifikt. Det finns också ett antal andra hälsorisker som är kopplade till UFP:s intrusion i människokroppen, t.ex. olika hjärt- och kärlsjukdomar och astma.

Flyktiga organiska föreningar som styren och bensen utgör också en risk för användare av 3D-skrivare eftersom de har ett samband med cancer. Environmental Protection Administration (EPA) kategoriserar också VOC som giftiga ämnen.

Forskning som utförts av Georgia Institute of Technology i samarbete med Weizmann Institute of Science i Israel har vidtagit åtgärder för att visa den negativa effekten av partikelutsläpp från 3D-skrivare.

För detta ändamål har de låtit koncentrationen av partiklar från 3D-skrivare komma i kontakt med mänskliga andningsceller och celler från råttors immunsystem. De fann att partiklarna framkallade en toxisk reaktion och påverkade cellens potential.

Forskarna tog PLA och ABS, två av de vanligaste filamenten för 3D-utskrift, och rapporterade att ABS visade sig vara mer dödligt än PLA.

Orsaken till detta är att mer utsläpp produceras när temperaturen stiger för att filamenten ska smälta. Eftersom ABS är ett utskriftsmaterial som tar ett stort antal grader att smälta kan det ge upphov till mer rök än PLA som smälter vid en lägre temperatur.

Med detta sagt är det ganska förvånande att många människor är omedvetna om de hälsorisker som är förknippade med 3D-utskrift.

Många användare har rapporterat om huvudvärk, yrsel och trötthet efter att ha tillbringat en del tid med sina skrivare, men har senare, efter att ha undersökt dem, upptäckt att huvudorsaken till deras dåliga hälsa var den ständiga exponeringen.

De fem vanligaste filamenten & toxicitet

För att ytterligare belysa ämnet ska vi undersöka och diskutera de fem vanligaste filamenten för utskrift, deras sammansättning och om de innebär någon fara.

1. PLA

PLA (Polylactic Acid) är ett unikt termoplastiskt filament som framställs av naturresurser som sockerrör och majsstärkelse. PLA är biologiskt nedbrytbart och är det bästa valet för tryckentusiaster och experter.

Eftersom PLA är den typ av filament som smälter vid en lägre temperatur, omkring 190-220 °C, är det mindre benäget att bli skevt och mindre motståndskraftigt mot värme.

Även om det inte är bra för någon att andas in rök från någon plast, är PLA den bästa när det gäller utsläpp av giftiga gaser jämfört med den ökända ABS. Detta beror främst på att den inte kräver intensiva förhållanden för att extruderas på tryckbädden.

Vid termisk nedbrytning bryts den ner till mjölksyra som i allmänhet är ofarlig.

PLA har ansetts vara miljövänligt, även om det kan vara sprödare än ABS och mindre värmetåligt, vilket innebär att en varm sommardag med höga temperaturer kan leda till att de tryckta föremålen deformeras och förlorar sin form.

Kolla in OVERTURE PLA-filament på Amazon.

2. ABS

ABS står för Acrylonitrile Butadiene Styrene och är en av de vanligaste filamenten för utskrift som används för att forma föremål som måste tåla höga temperaturer. Även om det är en icke biologiskt nedbrytbar plast är ABS-filamentet duktilt och värmebeständigt.

ABS har dock genom sin vanliga användning under åren börjat väcka uppmärksamhet på grund av dess säkerhetsåtgärder.

Eftersom ABS smälter vid mycket höga temperaturer, särskilt mellan 210-250 °C, börjar det avge rök som har rapporterats orsaka obehag för användarna.

Det är inte bara ett litet besvär, utan långvarig exponering kan orsaka ögonirritation, andningsproblem, huvudvärk och till och med trötthet.

Kolla in SUNLU ABS Filament på Amazon.

3. Nylon (polyamid)

Nylon är en termoplast som är allmänt känd inom tryckindustrin för sin utmärkta hållbarhet och smidighet. Den måste värmas mellan 220 °C och 250 °C för att uppnå optimal prestanda.

För nylonbaserade filament krävs en uppvärmd tryckbädd för att säkerställa god vidhäftning och små risker för skevhet.

Trots att nylon är mycket starkare än ABS eller PLA är det mycket viktigt med en sluten tryckkammare för att minimera hälsoriskerna. Nylon misstänks avge en flyktig organisk förening, kaprolaktam, som är giftig vid inandning och kan orsaka allvarliga skador på andningsorganen.

Att ständigt arbeta i en miljö där filamentet är nylonbaserat är därför säkert oroväckande och försiktighet rekommenderas.

Kolla in OVERTURE Nylonfilament på Amazon.

4. Polykarbonat

Polykarbonat (PC) är utan tvekan ett av de starkaste utskriftsmaterialen på marknaden. Polykarbonat erbjuder verkligen det som PLA eller ABS inte kan erbjuda.

De har fenomenala fysikaliska egenskaper och är ledande i tillverkningen av tunga föremål som skottsäkert glas och byggmaterial.

Polykarbonat har förmågan att böjas i alla former utan att spricka eller gå sönder. Dessutom är de extremt motståndskraftiga mot höga temperaturer.

Men om de har en hög temperaturtolerans innebär det också att de löper större risk för att bli skeva. Därför är det ett måste att ha ett hölje över skrivaren och en förvärmd plattform när man skriver ut med PC.

På tal om säkerhetsfrågor avger polykarbonat också ett stort antal partiklar som kan skada hälsan. Användare har rapporterat att det börjar svida i ögonen om man stirrar för länge på föremålet som skrivs ut med PC.

Kolla in Zhuopu Transparent Polycarbonate Filament på Amazon.

5. PETG

Polyetentereftalat som reviderats med glykolisering har gett upphov till PETG, en tråd som håller på att bli allt populärare enbart på grund av dess icke-förorenande egenskaper och höga kapacitet.

PETG har en glansig och slät yta på föremålen, vilket gör det mycket bekvämt och ett bra alternativ till PLA och ABS.

Dessutom har många PETG-användare gett positiv feedback om att de har upplevt liten eller ingen skevhet och att filamentet också gör det lättare att fästa på utskriftsplattformen.

Detta gör den till en stor utmanare på marknaden eftersom den också är vattenbeständig och ofta används vid tillverkning av vattenflaskor av plast.

Kolla in HATCHBOX PETG Filament på Amazon.

Tips för att minska exponeringen för toxicitet från filament

Så snart folk får reda på att några av de vanligaste filamenten är giftiga kommer alla att ställa samma fråga: "Vad gör jag nu?" Lyckligtvis är försiktighetsåtgärderna inte precis raketforskning.

Korrekt ventilation

De flesta skrivare har redan i förväg mycket specialiserade kolfilter för att minimera utsläppen av rökgaser. Oavsett detta är det helt upp till oss att utvärdera och ställa in de rätta utskriftsvillkoren.

Det är alltid rekommenderat att skriva ut på en plats där det finns ett bra ventilationssystem installerat, eller någonstans i det fria. Detta hjälper till att filtrera luften och driva ut rökgaserna.

Begränsning av exponeringen

Det är en bra idé att se till att din 3D-skrivare står i ett område som människor inte ständigt utsätts för. Det är snarare ett område eller rum som människor inte behöver komma åt för att komma till ett önskat område.

Målet är att begränsa exponeringen för partiklar och skadliga utsläpp från 3D-skrivaren.

Vad du ska och inte ska göra

Vad som är viktigt att göra

• Installera din 3D-skrivare i ett garage
• Använd en giftfri filamentfilm för skrivare
• Att upprätthålla den allmänna medvetenheten om det hot som vissa termoplaster utgör.
• Byta ut skrivarens kolbaserade filter regelbundet, om det finns något sådant

Vad man inte får göra

• Ställ in 3D-skrivaren i sovrummet eller vardagsrummet med dålig ventilation.
• Du undersöker inte grundligt vilka trådar du använder.
• Låt skrivaren stå på samma ställe där du sover över natten.